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仿生天球结构型太阳角度传感装置的制作方法 1.docx


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仿生天球结构型太阳角度传感装置的制作方法
专利名称:仿生天球结构型太阳角度传感装置的制作方法
技术领域:
本实用新型涉及一种太阳角度传感装置,尤其是一种仿生天球结构型太阳角度传感装置。
背景技术:
现有的太阳跟踪传感器,其采集信号经过天球1内的球心点8,每一个窥管3的中心轴线也均经过天球1内的球心点8。相对应的漏光孔2、光孔10、窥管3 及光传感器4按先后顺序排列在一条直线上,一一对应设置的一对漏光孔2和光孔10、窥管 3共同构成光测通道9,光测通道9为直射光通道,光测
通道9的中心轴结构称为方向轴。天球1为一圆形球壳结构,其内表面上设置有电磁波吸收材料及相应吸收结构。漏光孔2和光孔10均为圆形通孔,两者可按设计要求,按照球面立体角均勻的分布在天球 1的两个半球面上。方位俯仰校准台6上设置有支架方位俯仰锁定机构(图中未示),方位俯仰校准台 6对安置于其上的部件具有方位、水平校准锁定功能。天球1上还设置有方位基准面和俯仰基准面(图中未示),两基准面作为标准对方向轴及光测通道9进行方位、俯仰的两维空间角度标定。方位基准面和俯仰基准面与方位俯仰校准台6可以进行联调,来调整天球1的方位及俯仰角度值。本实用新型的制造及工作原理在一个不透光且内表面吸光的球壳上刻出若干漏光的圆孔。以圆孔为球壳直径的一端,在另一端的球壳上开对称的圆孔并连接一与其直径相等的圆筒的一端,圆筒的另一端设置光传感器4并密封,圆筒中心线与直径线重合。球壳有自身的俯仰及水平基准面,用以标定各个圆筒中心线的方位及俯仰角。当光线照射时,众多光传感器4所接收的不同路径光中除一束最接近于直射光外,其它均为衍射、反射光,由于球壳的内表面吸光,所以一经反射光衰减很大;同样衍射光由于角度偏转也引起强度衰减,两种衰减均可被光传感器4检测到,因此唯一最接近于直射的光束因强度最高而被检出。再加上光传感器4已被标定,而同时读出的还有直射光所在光测通道的方位及俯仰角度值,测量的数据也就得到了。工作步骤为第一步将装置安放于观测点,随即进行球体结构方位及俯仰基准面与方位俯仰校准台6进行联调。校准并确认已标定的光测通道方位及俯仰角度值。第二步待有阳光时接通光传感器信号输出电路,将采集信号连同标定值上传并显示结果。本实用新型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。复眼结构、海胆管结构、光传感器采用纳米技术设计制造。 而结构方面相对简单,使用性能及其精度具有较高水准,由此得到的结果具有相对高的可靠性。使用时,当太阳光照到天球上时,由于平行光源的原因,入射光14与被照射的呈球面分布的漏光孔2呈不同角度,其中唯一一路入射光与漏光孔2平面最接近于垂直而又与光测通道9最接近于平行,此路光照射窥管3上的光传感器4的照度最强。其它漏光孔平面由于与入射光均不垂直,通过这些光测通道的为非直射光,这些非直射光将通过衍射和反射到达光传感器,照度均远小于直射光。由于所对应的光测通道方位及俯仰角度已进行了标定,对于唯一一路入射光与漏光孔平面最接近于垂直的光测通道,其方位及俯仰角度的标定值即为测得的太阳角度位置。
,其特征在于,该装置包括天球和海胆管结构,其中,海胆管结构包括若干根窥管,每根窥管的外端上均设置有光传感器,天球的一个半球面上设置有复眼

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  • 时间2022-06-27