[实用新型]太阳辐射跟踪控制装置

说明书

本实用新型涉及一种太阳辐射跟踪控制装置。

人们为了测量太阳的辐射以及大气光学厚度等大气参数，常使用太阳辐射计；为提高自动化程度，又为其配置了自动跟踪太阳的控制器。如本申请人于90年代初研制的一种自动太阳辐射计。它的控制器的构成为，一台式计算机和插接在其扩展插槽内的模数转换卡和信号处理接口，步进电机电源与该台式机的打印口电连接；其中，信号处理接口分别外接温度传感器、电热丝、四象限探测器、光辐射探测器和定位传感器。其控制机理是：为使光辐射探测器的输出工作在线性部分，将其置于一高于环境温度的条件下，例如≥40℃，为此，使用了温度传感器和电热丝，通过中断方式不断检测当前温度并给电热丝加适当电压以精确控制温度变化小于0.5℃。四象限探测器用于反映太阳光在四象限接收面上变化，以将光信号转换为四路电信号后经信号处理接口和模数转换卡送台式计算机处理。之后，台式计算机的打印口输出步进电机的控制脉冲给步进电机电源，驱动该电源驱动相应的步进电机工作，实现对太阳的自动跟踪。因测量太阳光在多个波长处的辐射能要用到多块滤光片，这些滤光片被等间距安装在转盘上，选择滤光片时要定位，故使用了定位传感器。光辐射传感器将太阳光辐射转换成电信号后送台式机处理。它的不足之处是，首先，台式计算机与被控设备合而为一、不可分离，在使用时须将其整体置于室外，而室外的恶劣环境又对其产生极为不利的影响，严重时甚至出现死机、键盘变形等情况；其次，台式计算机因在此的专用而使其硬、软件的资源利用率不高；再次，整台仪器的体积和重量均较大、重，不便于携带和野外作业。

本实用新型的目的是提供一种结构简单、环境适应性强，工作稳定、便携的太阳辐射跟踪控制装置。

为实现上述目的，本实用新型包括计算机和经信号处理接口与其电连接的温度传感器、电热丝、四象限探测器、光辐射探测器、步进电机电源、定位传感器，特别是所述的计算机为单片机，所述的信号处理接口由测温接口、控温接口、光探测跟踪接口、零位处理接口和通讯接口构成，单片机电连接扩展存贮器。

作为本实用新型的进一步改进，所述的测温接口为三极管3DK4的基极接温度传感器、集电极经数值测温控制器KDX后接单片机8031的⑦、⑧脚；所述的控温接口为三极管3DG5的发射极接电热丝、基极经放大器4558接数模转换器DA1230，所说的数模转换器DA1230经片选线PL、控制线CL、12位数据线DL与单片机8031电连接；所述的光探测跟踪接口为电子开关CD4051分别经4只放大器LM348接四象限探测器，经放大器ICL7650接光辐射探测器，经并行口8255接步进电机电源，经模数转换器AD574接单片机8031，所说的并行口8255经控制线CL、8位数据线DL与单片机8031电连接；所述的零位处理接口为反向器7406的一端经三极管3BG6接定位传感器、另一端接单片机8031的⑥脚；所述的通讯接口为通讯电平转换器(1488，1489)的一端接单片机8031的⑩、脚、另一端为输出端；所述的扩展存贮器为只读程序存储器ROM27256和随机数据存储器RAM6264经控制线CL、数据线DL接单片机8031。

采用这样的结构后，由于单片机的体积远小于、而其性价比又高于台式机，且其功能足以满足需求，使得装置在保持原功效的基础上既结构简单、便于维护、对使用环境无特殊要求，又大大减小了体积；又由于各接口的针对性较强，且又简单可靠，既与单片机一起充分发挥了硬、软件的功效，又进一步提高了整体的可靠性和工作的稳定性；再由于结构的简单和体积的大为降低，也便于携带和野外作业。

下面结合附图对本实用新型的具体结构作进一步详细的描述。

图1是本实用新型的一种基本结构电气原理示意图。

参照图1，单片机8031的⑦、⑧脚经由数值测温控制器KDX和三级管3DK4组成的测温接口1接温度传感器2。单片机8031的片选线PL、控制线CL和数据线DL，经由数模转换器DA1230、放大器4558和三级管3IDG5组成的控温接口3接加热丝4，还经由模数转换器AD574、电子开关CD4051和4只放大器LM348，以及放大器ICL7650、并行口8255组成的光探测跟踪接口5分别接四象限探测器6、光辐射探测器7和步进电机电源8。单片机8031的⑥脚经由反向器7406和三极管3BG6构成的零位处理接口9接定位传感器10。由只读程序存储器ROM27256和随机数据存储器RAM6264组成的扩展存贮器11经控制线CL、数据线DL与单片机8031电连接。单片机8031的⑩、脚接由通讯电平转换器(1488，1489)组成的通讯接口12。

使用时，只需接通电源，即可由本实用新型自动控制太阳辐射计自行跟踪太阳并记录相应的数据。若需取出其中的数据，将台式机或便携式笔记本机的输入口与通讯接口12电连接即可。