[发明专利]一种阳光跟踪传感器

说明书

技术领域

本发明涉及精度阳光跟踪传感器技术，属于新能源应用技术领域。

背景技术

因地球可利用能源越来越少，而太阳能是一个取之不尽用之不竭的能源。太阳能作为清洁、无污染的新能源，近年来以受到广泛的关注和使用，阳光跟踪可提高太阳能利用率40％，为了进一步提高太阳能利用率，第三代聚光光伏电池问世，这一技术的应用，对阳光的跟踪精度要求达到±0.1°，而光热发电的定日镜对太阳反射光的跟踪精度要求更高。目前现有的技术方案有“GPS定位”和一般的“四象限光电式”，GPS定位不仅系统成本高而且因大气对光线的折射而影响跟踪不精确，一般的“四象限光电式”跟踪精度也不可能满足该要求。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种成本低廉的跟踪精度可小于±0.01°的阳光跟踪传感器。

2.技术方案

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种阳光跟踪传感器，包括管状壳体，所述的管状壳体为长条形，所述的管状壳体的顶部设有透光面板2，所述的透光面板2中央设有方形遮光膜，所述的遮光膜投影于管状壳体底部的电路板中央的方形阴影区，所述的方形阴影区的四条边中点各贴装一个与四条边重合的光敏管，所述的光敏管与四个电压比较器而组成工作电路。

所述的光敏管晶片半径X和光敏管表面到所述的透光板表面的距离Y的尺寸决定跟踪精度，跟踪精度的设计用三角函数公式：tanα＝X/Y，设X＝0.2mm，Y＝120mm，则tanα＝0.0017，即α∠0.01°。

所述的工作电路的组成由光敏管U1的负极与U2的正极连接并与电压比较器VJ1的同相输入端和电压比较器VJ2的反向输入端连接，U1的正极接Vcc，U2的负极接GND，跨接于Vcc和GND的由电阻R1、R2和R3串联组成的分压电路其上分压点a接电压比较器VJ1的反向输入端，下分压点b接电压比较器VJ2的同相输入端，电压比较器VJ1和VJ2的输出端J1、J2作为方位跟踪控制信号输出端；同理，光敏管U3和U4与电压比较器VJ3和VJ4组成跟踪控制电路、控制信号由W1、W2输出。

所述的管状壳体两端加工有径向凹槽，里面呈凸起的不锈钢管，所述的方形遮光板安装 在不锈钢管的上方，上端部用金属圈和硅橡胶与不锈钢管固定密封；圆形电路板安装在不锈钢管的下端，所述的不锈钢管插在底座中，并用硅橡胶固定密封，所述的底座上设有防水插座，所述的电路板的引出线通过底座上的防水插座引出。

所述的光敏管尺寸小于或等于0805封装尺寸。

所述的管状壳体是深色不透光玻璃。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：结构简单、成本低廉、跟踪精度可小于±0.05度，截面小，与反光镜集热器三点一线遮光少，特别适用于定日镜的阳光跟踪。

附图说明

图1是本发明剖视图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明电路板上光敏管的位置排列图；

图4是光敏管芯片半径尺寸及光敏管芯片到遮光板的距离视图；

图5是本发明的电路图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。

实施例1

如图1和图2所示，一种阳光跟踪传感器，包括管状壳体4，所述的管状壳体4为长条形，所述的管状壳体4的顶部设有透光面板2，所述的透光面板2中央设有方形遮光膜2-1，如图2和图3所示，所述的遮光膜2-1投影于管状壳体4底部的电路板1中央的方形阴影区1-1，所述的方形阴影区1-1的四条边中点各贴装一个与四条边重合的光敏管U1-U4，所述的四个光敏管与四个电压比较器而组成工作电路。

如图4所示，所述的光敏管晶片半径X和光敏管表面到所述的透光板表面的距离Y的尺寸决定跟踪精度，跟踪精度的设计用三角函数公式：tanα＝X/Y，设X＝0.2mm，Y＝120mm，则tanα＝0.0017，即α∠0.01°。

如图5所示，所述的工作电路的组成由光敏管U1的负极与U2的正极连接并与电压比较器VJ1的同相输入端和电压比较器VJ2的反向输入端连接，U1的正极接Vcc，U2的负极接GND，跨接于Vcc和GND的由电阻R1、R2和R3串联组成的分压电路其上分压点a接电压比较器VJ1的反向输入端，下分压点b接电压比较器VJ2的同相输入端，电压比较器VJ1和VJ2的输出端J1、J2作为方位跟踪控制信号输出端；同理，光敏管U3和U4与电压比较器VJ3和VJ4组成跟踪控制电路、控制信号由W1、W2输出。