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专利名称：两维雷达扫描型太阳角检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳角度传感装置，尤其是一种两维雷达扫描型太阳角检测装置。
背景技术：
现有的太阳跟踪传感器，其采集信号的种类有以下几种一是采用光敏芯片作为核心器件，接收太阳光的照度，利用象限分析的方法由计算机计算得到太阳的方向角度信息。再有就是图像法，即根据太阳所成光斑像在图像接收屏上的位置反向推算出太阳的方向角度信息，还有其它类别的传感器与上述两种基本大同小异。以上传感器一般只适合低精度的使用环境下，所得到的数据并非是直接测得，需要经过多重计算后方能得到所需数据。在相关的运算过程中，由于计算误差的累计效应所产生的更大误差，加上由此多重计算产生的不可靠性问题，大大影响了系统的稳定，此外， 大气透明度也对测量产生一定影响。有鉴于此，行业及专业上需要有另一套测量数据更直接、精度相对高、对多云及阴天有一定适应性的系统来实现太阳跟踪的功能。

发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、模仿生物及天球结构而相对可靠的两维雷达扫描型太阳角检测装置。为实现上述目的，本发明两维雷达扫描型太阳角检测装置，包括空心结构的扁圆筒和扇状圆筒结构，其中，扁圆筒包括相互对称的左半圆筒和右半圆筒，左半圆筒的半圆弧形侧壁上设置有若干个漏孔，右半圆筒的半圆弧形侧壁上设置有若干个通孔，扇状圆筒结构包括若干根空心圆柱管，每根空心圆柱管的外端上均设置有光传感器，每一个通孔均与一根空心圆柱管的内端连通固定安装；若干个漏孔和若干个通孔一一对称设置，相互对称的一对漏孔和通孔的中心连接线与该通孔上设置的空心圆柱管的中轴线重合，并且该中心连接线还通过扁圆筒的几何中心。进一步，所述扁圆筒为圆柱片状的空心结构，若干个所述漏孔以所述扁圆筒的几何中心为圆心呈圆形等角度列阵分布，若干个所述漏孔形成带孔结构。进一步，若干个所述通孔以所述扁圆筒的几何中心为圆心呈圆形等角度列阵分布，若干个所述通孔上固定设置的若干个所述空心圆柱管也整体呈圆形等角度列阵分布， 并整体形成所述扇状圆筒结构。进一步，每一个所述光传感器均设置有区分标定。进一步，所述扁圆筒和空心圆柱管的内表面上设置有吸光层。进一步，所述扁圆筒安装在转动部上，该转动部包括转动驱动基座和设置在其上的转轴，该转轴包括上转轴和下转轴，所述扁圆筒固定嵌装在上转轴和下转轴之间，上转轴和下转轴的轴心线重合且平行于所述扁圆筒的底面、且通过所述扁圆筒的几何中心。进一步，所述上转轴和下转轴设置在所述左半圆筒和右半圆筒的分界面处。
进一步，所述转动驱动基座设置有可调节安装校准面，其上设置有接口与外部的基准平面固定连接，以使所述转轴进行三维方向调节并垂直于基准平面，来进行光线的俯仰、方位角数据测量。本发明结构简单，使用同一结构的两相同装置测量两个维度的数据，取得一箭双雕的效果，在研发及制作成本上有优势，同时得到的测量结果具有相对高的可靠性以及相互参照性。


图1为本发明结构示意图2为扁圆筒和扇状圆筒结构的结构示意图； 图3为图2中A-A向剖视图。
具体实施例方式下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下” “左” “右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。 因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。如图1至图3所示，本发明两维雷达扫描型太阳角检测装置，包括扁圆筒2、扇状圆筒结构、转动部，扁圆筒2为圆柱片状的空心结构，扁圆筒2安装在转动部上，该转动部包括转动驱动基座6和设置在其上的转轴5，转动驱动基座6通过转轴结构14运动连接转轴5， 转轴5包括上转轴和下转轴，扁圆筒2固定嵌装在上转轴和下转轴之间，上转轴和下转轴的轴心线重合且平行于扁圆筒2的底面、且通过扁圆筒2的几何中心。其中，扁圆筒2包括相互对称的左半圆筒7和右半圆筒8，左半圆筒7和右半圆筒 8由通过扁圆筒2的几何中心、且垂直于其底面的平面截面将其分截而成。上转轴和下转轴就设置在左半圆筒7和右半圆筒8的分界面处。左半圆筒7的半圆弧形侧壁上设置有若干个漏孔1，若干个漏孔1以扁圆筒2的几何中心为圆心呈圆形等角度列阵分布，由此若干个漏孔1形成带孔结构12。右半圆筒8的半圆弧形侧壁上设置有若干个通孔9，若干个通孔9也以扁圆筒2的几何中心为圆心呈圆形等角度列阵分布，若干个通孔9的分布形式与若干个漏孔1的分布形式相同，并且若干个漏孔1和若干个通孔9 一一对称设置。每一个通孔9均与一根空心圆柱管4的内端连通固定安装，空心圆柱管4为空心的圆柱筒结构，若干个通孔9上固定设置的若干个空心圆柱管4也整体呈圆形等角度列阵分布。每根空心圆柱管4的外端上均设置有光传感器3，若干根空心圆柱管4及其上设置的
4光传感器3组合成扇状圆筒结构。漏孔1、光传感器3采用纳米技术设计制造。相互对称的一对漏孔1和通孔9的中心连接线与该通孔上设置的空心圆柱管4的中轴线重合，并且该中心连接线还通过扁圆筒2的几何中心。一一对应的一组漏孔1、通孔 9和空心圆柱管4的空心结构构成一条光线传输路径。转动驱动基座6设置有可调节安装校准面(图中未示)，其上设置有接口与外部标准平面固定连接，以使转轴5进行三维方向调节并垂直于标准平面，并可在测量中标定空心圆柱管4的中轴线与该标准平面的夹角。外部标准平面包括水平基准面和子午基准面。 安装校准面上的接口与外部的水平基准面固定连接，以使转轴进行三维方向调节并垂直于水平基准面，来进行光线的俯仰、方位角数据测量。本发明中，每一个光传感器3均设置有区分标定，通过应用光的直线传播基本原理，同时利用本发明两维雷达扫描型太阳角检测装置，将射来的光按入射的角度分离并分别引入一一对应的一组漏孔1、通孔9和空心圆柱管4及被标定光传感器3，光传感器3按不同角度给出光强数据，经比较大小得出最大值及对应的标注角度。本发明中，扁圆筒2和空心圆柱管4的内表面上设置有吸光层，这样除一路直射光外，其他路偏斜的入射光均经过装置内部的吸收反射，强度大幅度降低，而直射光那一路所标注的角度就是光源的角度， 而由于是一维的角度测量，所以当测量太阳角时需要两个同样的本发明装置，以分别测量方位及俯仰两个维度。上述的直射光是指直射通过一一对应的一组漏孔1、通孔9和空心圆柱管4的光线。使用时，第一步首先在地基上建立两个标准面，一个为水平基准面，另一个为子午基准面。第二步每个基准面上安置转动驱动基座6并调节安装校准面，使转轴5垂直于所安装的基准面。第三步各自的转动驱动基座6驱动转轴均勻转动，依次转动扫描，光传感器3读数并选择光强极大值和其所标定角度。其中水平基准面上装置的读数为俯仰角数据，子午基准面上装置的读数为方位角数据。本发明中应用了光在均勻介质中的直线传播、反射、衍射等原理及相互关系，制造工艺应用所需要的纳米技术。而结构方面相对简单、精度高，使用同一结构的两相同装置测量两个维度的数据，取得一箭双雕的效果，在研发及制作成本上有优势，同时得到的测量结果具有相对高的可靠性以及相互参照性。
权利要求
1.两维雷达扫描型太阳角检测装置，其特征在于，该检测装置包括空心结构的扁圆筒和扇状圆筒结构，其中，扁圆筒包括相互对称的左半圆筒和右半圆筒，左半圆筒的半圆弧形侧壁上设置有若干个漏孔，右半圆筒的半圆弧形侧壁上设置有若干个通孔，扇状圆筒结构包括若干根空心圆柱管，每根空心圆柱管的外端上均设置有光传感器，每一个通孔均与一根空心圆柱管的内端连通固定安装；若干个漏孔和若干个通孔一一对称设置，相互对称的一对漏孔和通孔的中心连接线与该通孔上设置的空心圆柱管的中轴线重合，并且该中心连接线还通过扁圆筒的几何中心。
2.如权利要求1所述的两维雷达扫描型太阳角检测装置，其特征在于，所述扁圆筒为圆柱片状的空心结构，若干个所述漏孔以所述扁圆筒的几何中心为圆心呈圆形等角度列阵分布，若干个所述漏孔形成带孔结构。
3.如权利要求2所述的两维雷达扫描型太阳角检测装置，其特征在于，若干个所述通孔以所述扁圆筒的几何中心为圆心呈圆形等角度列阵分布，若干个所述通孔上固定设置的若干个所述空心圆柱管也整体呈圆形等角度列阵分布，并整体形成所述扇状圆筒结构。
4.如权利要求3所述的两维雷达扫描型太阳角检测装置，其特征在于，每一个所述光传感器均设置有区分标定。
5.如权利要求4所述的两维雷达扫描型太阳角检测装置，其特征在于，所述扁圆筒和空心圆柱管的内表面上设置有吸光层。
6.如权利要求1所述的两维雷达扫描型太阳角检测装置，其特征在于，所述扁圆筒安装在转动部上，该转动部包括转动驱动基座和设置在其上的转轴，该转轴包括上转轴和下转轴，所述扁圆筒固定嵌装在上转轴和下转轴之间，上转轴和下转轴的轴心线重合且平行于所述扁圆筒的底面，且通过所述扁圆筒的几何中心。
7.如权利要求6所述的两维雷达扫描型太阳角检测装置，其特征在于，所述上转轴和下转轴设置在所述左半圆筒和右半圆筒的分界面处。
8.如权利要求7所述的两维雷达扫描型太阳角检测装置，其特征在于，所述转动驱动基座设置有可调节安装校准面，其上设置有接口与外部的基准平面固定连接，以使所述转轴进行三维方向调节并垂直于基准平面，来进行光线的俯仰、方位角数据测量。
全文摘要
本发明公开了一种两维雷达扫描型太阳角检测装置，包括空心结构的扁圆筒和扇状圆筒结构，扁圆筒包括相互对称的左半圆筒和右半圆筒，左半圆筒的半圆弧形侧壁上设置有若干个漏孔，右半圆筒的半圆弧形侧壁上设置有若干个通孔，扇状圆筒结构包括若干根空心圆柱管，每根空心圆柱管的外端上均设置有光传感器，每一个通孔均与一根空心圆柱管的内端连通固定安装；若干个漏孔和若干个通孔一一对称设置，相互对称的一对漏孔和通孔的中心连接线与该通孔上设置的空心圆柱管的中轴线重合，并且该中心连接线还通过扁圆筒的几何中心。本发明结构简单，使用同一结构的两相同装置测量两个维度的数据，得到的测量结果具有相对高的可靠性以及相互参照性。
文档编号G01C1/00GK102445178SQ20111030248
公开日2012年5月9日 申请日期2011年10月9日 优先权日2011年10月9日
发明者刘伯昂, 薛黎明 申请人:中海阳新能源电力股份有限公司