日照傳感器及日照測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及日照測量技術領域，特別是涉及一種日照傳感器及日照測量裝置。
【背景技術】
[0002]日照是太陽輻射最直觀的表現，日照時數是指太陽在一地實際照射的時數，其定義為太陽直接輻射強度達到或超過120W/m3那段時間的總和，以小時為單位。日照時數的分布規律，對于合理布局農業生產、規劃城市建設、開發旅游資源、設計太陽能電站等具有重要的現實意義。
[0003]目前，我國氣象部門主要使用暗筒式日照計來計量日照時數，其主要原理如下:暗筒式日照計上端的圓筒底端封閉，筒內裝有日照紙，筒兩側各有一個圓形小孔，太陽光從小孔射入，在涂有感光藥劑的日照紙上形成感光跡線，每天日落后換下紙，依照感光跡線的長短，來統計當天的日照時數。
[0004]但是，這種傳統的暗筒式日照計，存在測量精度低，對記錄介質的質量依賴程度高，需要每天更換記錄介質和人工判讀檢測數據等缺陷，難以滿足高精度自動化觀測的需求。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種日照傳感器及日照測量裝置，能有效地改善對日照輻射的測量準確性，提高對日照時數的測量精度，并且實現自動觀測，可應用于構建氣象物聯網。
[0006]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0007]一種日照傳感器，包括:
[0008]遮光板，包括日照面和背光面；
[0009]光電轉換電路，包括設置于所述遮光板日照面的、用于感應所述遮光板日照面的光照輻射的第一光敏電阻，以及設置于所述遮光板背光面的、用于感應所述遮光板背光面的光照輻射的第二光敏電阻。
[0010]可選地，所述第一光敏電阻的個數為兩個或者兩個以上，所述第二光敏電阻的個數為兩個或者兩個以上。
[0011]可選地，所述光電轉換電路還包括與所述第一光敏電阻分別一一對應串聯的分壓電阻，以及與所述第二光敏電阻分別一一對應串聯的分壓電阻。
[0012]可選地，所述遮光板的日照面為球面，所述遮光板的背光面為平面，所述背光面連接于所述日照面底端。
[0013]一種日照測量裝置，包括:
[0014]如上所述的日照傳感器；
[0015]與所述日照傳感器相連的、用于獲取所述第一光敏電阻的輸出電壓信號和所述第二光敏電阻的輸出電壓信號、通過將所述第一光敏電阻的輸出電壓信號和所述第二光敏電阻的輸出電壓信號的差值與預設值比較得到日照強度檢測結果的數據處理器。
[0016]可選地，還包括:
[0017]連接在所述日照傳感器和所述數據處理器之間的信號調理電路模塊，所述信號調理電路模塊包括差分輸入電路、運算放大電路、濾波電路和射隨電路。
[0018]可選地，還包括與所述數據處理器相連的、為所述數據處理器提供實時時間的時鐘豐吳塊。
[0019]可選地，還包括與所述數據處理器相連的、用于獲取經瑋度數據的GPS模塊。
[0020]可選地，還包括與所述數據處理器相連的、用于驅動所述日照傳感器轉動的驅動電機；
[0021 ] 所述驅動電機與所述日照傳感器相連。
[0022]可選地，還包括通過有線或無線方式與所述數據處理器相連的、從所述數據處理器獲取日照強度檢測結果的控制中心。
[0023]由以上技術方案可知，本發明所提供的日照傳感器，包括遮光板和光電轉換電路，遮光板包括日照面和背光面，光電轉換電路包括設置于遮光板日照面的第一光敏電阻和設置于遮光板背光面的第二光敏電阻，通過第一光敏電阻感應日照面的光照輻射，通過第二光敏電阻感應背光面的光照輻射，以根據日照面光照強度和背光面光照強度來檢測日照輻射。本發明所提供的日照測量裝置，包括上述日照傳感器和數據處理器，數據處理器根據第一光敏電阻和第二光敏電阻的輸出電壓信號，得到對日照強度的檢測結果。與傳統的暗筒式日照計相比，所述日照測量裝置可提高對日照輻射測量的測量準確性，有助于提高對日照時數的測量精度，并且所述日照傳感器及日照測量裝置實現了對日照的自動觀測，可應用于構建氣象物聯網，可大大提高作業效率。
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為本發明實施例提供的一種日照傳感器的結構示意圖；
[0026]圖2為圖1所示日照傳感器的光電轉換電路的示意圖；
[0027]圖3為本發明實施例提供的一種日照測量裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0028]為了使本技術領域的人員更好地理解本發明中的技術方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明保護的范圍。
[0029]請參考圖1，本發明實施例提供一種日照傳感器，包括:
[0030]遮光板100，包括日照面101和背光面102;
[0031]光電轉換電路200，包括設置于所述遮光板日照面101的、用于感應所述遮光板日照面的光照輻射的第一光敏電阻201，以及設置于所述遮光板背光面102的、用于感應所述遮光板背光面的光照福射的第二光敏電阻20 2。
[0032]其中，所述遮光板的日照面101指太陽光可直接照射的一面，背光面102為遮光面，與外界光隔咼。
[0033]所述光電轉換電路200包括設置于遮光板日照面的第一光敏電阻201和設置于背光面的第二光敏電阻202，光敏電阻隨光照強度的變化其電阻值會相應變化，所述日照傳感器通過光敏電阻感應光照輻射強度，通過第一光敏電阻檢測遮光板日照面的光照強度，通過第二光敏電阻檢測背光面的光照強度。與傳統暗筒式日照計采用感光藥劑的化學測量方法相比，所述日照傳感器可提高對日照輻射測量的測量準確性，有助于提高對日照時數的測量精度。
[0034]本實施例中，所述日照傳感器由光敏電阻輸出的電壓信號來表征光照強度大小，由設置于遮光板日照面101的第一光敏電阻201輸出的電壓信號表征日照面光照強度，由設置于遮光板背光面102的第二光敏電阻202輸出的電壓信號表征背光面光照強度。
[0035]采用所述日照傳感器件檢測日照的方法為:計算第一光敏電阻的輸出電壓信號和第二光敏電阻的輸出電壓信號的差值A V，將該差值Δ V與預設值Δ Vref比較，所述預設值A Vref為當日照光輻射強度達到120W/V時該光電轉換電路中產生的電壓差值，當Δ V> ΔVref，判斷為有日照；當AV<AVref，判斷為無日照。當外界日照越強，日照面和背光面的光照強度差值就越大，因而A V越大，外界日照越弱，日照面和背光面的光照強度差值就越小，因而Δ V越小。
[0036]因此，所述日照傳感器根據日照面光照強度和背光面光照強度的差值判斷日照，這樣當外界光照輻射強度降低到臨界值以下時，日照面的光照強度和背光面的光照強度的差值依然比較大，光電轉換電路產生的電壓差明顯，從而可以提高檢測準確度，因此所述日照傳感器采用差分測量日照強度，有助于提高日照傳感器的測量靈敏度，能夠有效避免因光敏元件相對靈敏度不夠而導致日照轉換器件的靈敏度低下的情況。
[0037]本實施例中，第一光敏元件201的個數可為兩個或者兩個以上。在檢測日照面光照強度時，對多個第一光敏電阻201的輸出電壓信號作加權平均計算，得到日照面光敏電阻的輸出電壓信號的平均值Vtcip;S置于遮光板背光面的第二光敏元件202的個數可為兩個或者兩個以上，在檢測背光面光照強度時，對多個第二光敏電阻202的輸出電壓信號作加權平均計算，得到背光面光敏電阻的輸出電壓信號的平均值V—。在判斷日照時，光電轉換電路的電壓差值Α ν = ν_-ν^??，將該電壓差值Δ V與預設值Δ Vref比較，得到日照檢測結果。本實施例日照傳感器采用多個第一光敏電阻和多個第二光敏電阻，取其輸出電壓信號的平均值計算電壓差值，可提高對光照強度測量的準確性。有助于進一步提高對日照檢測的準確性，提高測量精度。
[0038]本實施例中，所述遮光板的日照面101可為球面，或者也可以是半圓柱側面，第一光敏電阻201在日照面101上均勻分布，可呈對稱分布;背光面102為平面，背光面102連接于日照面101的底端。在應用所述日照傳感器檢測日照時，可隨太陽位置和日照方向變化來調整遮光板的法線方向，使遮光板法線方向與日照方向一致，以有效地接收和檢測日照輻射，提高對日照檢測的準確度和對日照時數統計的計量精度。
[0039]參考圖2，圖2為本實施例提供的日照傳感器的光電轉換電路的示意圖。所述光電轉換電路還包括與第一光敏電阻201分別一一對應串聯的分壓電阻，以及與第二光敏電阻202分別對應串聯的分壓電阻。所述光電轉換電路在光敏電阻和分壓電阻的兩端施加一恒定電壓，由光敏電阻輸出電壓信號。
[0040]參考圖1和圖2，在所述日照傳感器的一種【具體實施方式】中，在遮光板的日照面101上設