[发明专利]一种反射式太阳红外辐射动态光路跟踪系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳光辐射的应用及研究装置领域，尤其是一种反射式太阳红外辐射动态光路跟踪系统。

背景技术

太阳能是一种洁净无污染的自然能源，它具有广阔的应用前景。太阳光谱对于研究太阳内部活动规律和研究高层大气、近地面气体成分浓度有重要意义。太阳跟踪装置的主要作用是为了通过跟踪太阳来获得更强太阳能或者太阳光谱。目前的太阳跟踪装置大部分都是固定式跟踪，在一个固定的位置跟踪太阳，并采用透射式的结构。其存在着以下问题：跟踪速度慢，对基准位置要求严格，需要人工干预做定期的调整，无法在运动平台上使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种反射式太阳红外辐射动态光路跟踪系统，可以放置于运动平台上，能够自动跟踪太阳，将太阳光谱导入到接收单元，以解决现在技术存在的跟踪速度慢，需要人工干预做定期调整，无法在运动平台上使用等问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种反射式太阳红外辐射动态光路跟踪系统，包括有接收单元，以及与接收单元配合的接收反射镜，其特征在于：还包括有电控旋转台，所述电控旋转台上相对水平线倾斜设置有方位角反射镜，所述方位角反射镜上开有圆孔，所述方位角反射镜的一侧的电控旋转台上设置有PSD四象限探测器及与之配合的PSD反射镜，所述PSD反射镜位于方位角反射镜上方的圆孔上方，其反射面朝向PSD四象限探测器，所述方位角反射镜的反射面一侧的电控旋转台上设置有可旋转的高度角反射镜，所述高度角反射镜的反射面朝向所述方位角反射镜的反射面；入射光照射至高度角反射镜，被高度角反射镜反射至方位角反射镜，一部分光透过方位角反射镜上的圆孔到达PSD反射镜，并被PSD反射镜反射至PSD四象限探测器，另一部分光被方位角反射镜反射至接收反射镜，并被接收反射镜反射至接收单元。

所述的一种反射式太阳红外辐射动态光路跟踪系统，其特征在于：所述方位角反射镜上的圆孔直径为5mm，其背后粘贴有光阑，所述光阑孔径为0.5mm-1mm，用于限制照射到PSD四象限探测器上的光斑的大小。

所述的一种反射式太阳红外辐射动态光路跟踪系统，其特征在于：所述方位角反射镜相对水平线倾斜的角度为15°-20°。

所述的一种反射式太阳红外辐射动态光路跟踪系统，其特征在于：所述电控旋转台上设有步进电机，以带动高度角反射镜旋转。

所述的一种反射式太阳红外辐射动态光路跟踪系统，其特征在于：所述PSD反射镜及方位角反射镜上都镀有铝膜。

所述的一种反射式太阳红外辐射动态光路跟踪系统，其特征在于：所述PSD四象限探测器的反馈信号传送至计算机，再通过计算机根据PSD四象限探测器的反馈信号控制电控旋转台旋转至合适角度，以及控制步进电机以带动高角度反射镜旋转。

所述的一种反射式太阳红外辐射动态光路跟踪系统，其特征在于：所述接收单元可以是太阳能电池，也可以是光谱仪。

所述的一种反射式太阳红外辐射动态光路跟踪系统，其特征在于：所述电控旋转台放置于运动平台上。

运动平台可以是汽车，轮船等，当运动平台移动和旋转，太阳方位角和高度角发生变化时，本发明可以迅速做出响应，通过反馈信号控制步进电机及电控旋转台进行相应的旋转，带动相应的反射镜运动，使整个装置能够快速准确的跟踪太阳，通过特定的光学结构，将太阳光导向接收单元。在运动平台移动和旋转，太阳方位角和高度角发生变化过程中接收单元始终可以接收的较强的太阳能或太阳光谱。如果接收单元只关心能量大小不具有分光本领，接收到得就是太阳能；如果关心的是太阳光的光谱结构，接收单元是具有分光本领的光谱仪，那么接收到得就是太阳光谱。

本发明提供一种在运动平台上自动跟踪太阳，提供太阳光谱的装置。解决了现有的太阳跟踪装置无法在移动平台上自动跟踪太阳的问题。本发明利用PSD四象限信号反馈调整反射镜和转台的位置，无需人工干预，从而自动跟踪太阳位置。本发明整个装置便于携带，结构相对简单，成本相对较低，能够应用在运动平台上(如汽车、轮船)，无需人工干预，能够实现对太阳进行自动地快速准确跟踪。

附图说明

图1为本发明整体结构及光路示意图。

图2为本发明PSD探测部分及方位角反射镜结构和光路示意图。

图3为PSD四象限探测器正面图。

具体实施方式