[发明专利]一种单传感器多功能太阳辐射测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种单传感器多功能太阳辐射测量装置，其特征在于：包括辐射传感器(1)、滑动遮光罩(2)、传感器支架(3)、遮光罩驱动机构(4)、俯仰驱动机构(5)、旋转臂(6)、旋转驱动机构(7)和支撑立柱(8)；

所述辐射传感器(1)安装于滑动遮光罩(2)内并固定在传感器支架(3)一端，辐射传感器(1)测量面的方位随传感器支架(3)位置的改变而变化；滑动遮光罩(2)的内表面与辐射传感器(1)的安装面形成滑动配合，通过滑动遮光罩(2)的伸缩，阻挡或允许太阳散射辐射照射到辐射传感器(1)；所述传感器支架(3)用以固定辐射传感器(1)和遮光罩驱动机构(4)，遮光罩驱动机构(4)用于驱动滑动遮光罩(2)进行伸缩运动；所述俯仰驱动机构(5)一端连接传感器支架(3)，另一端连接旋转臂(6)，俯仰驱动机构(5)通过电机带动传感器支架(3)进行俯仰运动，并使辐射传感器(1)在地面的投影位置远离测量装置在地面上的固定点；旋转驱动机构(7)一端连接旋转臂(6)，为旋转端，另一端连接支撑立柱(8)，为固定端，旋转端由电机驱动旋转臂(6)在水平面上做旋转运动。

2.根据权利要求1所述单传感器多功能太阳辐射测量装置，其特征在于：所述滑动遮光罩(2)为一筒形结构，截面形状为圆形。

3.根据权利要求1所述单传感器多功能太阳辐射测量装置，其特征于：所述滑动遮光罩(2)带有摩擦轮或齿条结构，遮光罩驱动机构(4)通过电机带动摩擦轮或齿轮齿条，驱动滑动遮光罩(2)在辐射传感器(1)外部进行伸缩运动。

4.根据权利要求1所述单传感器多功能太阳辐射测量装置，其特征在于：所述支撑立柱(8)，为钢制的圆管结构，其强度足够为整个测量装置提供支撑。

5.根据权利要求1所述单传感器多功能太阳辐射测量装置，其特征在于：所述俯仰驱动机构(5)和旋转驱动机构(7)，形成了一套两自由度的支架体系，借助旋转臂(6)和传感器支架(3)实现辐射传感器(1)测量方位的改变，同时借助滑动遮光罩(2)的伸缩运动，选择是否测量散射入射光线，以此实现一个辐射传感器对太阳光辐射多种参数的测量，配备相应的自动控制装置即能够实现多参数的逐个循环测量与记录功能。

6.权利要求1至5任一项所述单传感器多功能太阳辐射测量装置的测量方法，其特征在于：在俯仰驱动机构(5)和旋转驱动机构(7)的带动下，传感器支架(3)带动辐射传感器(1)进行俯仰和旋转运动，能够对任意方向的入射光进行测量，同时在遮光罩驱动机构(4)的作用下，滑动遮光罩(2)能够进行伸缩，选择是否遮挡散射光线，而仅测量直射入射辐射强度；对于测量法向入射总辐射量时，辐射传感器(1)需跟踪并对准太阳方向，滑动遮光罩(2)需后缩到辐射传感器(1)全部露出滑动遮光罩端面，以测量太阳方向的直射和散射辐射；对于测量法向直接辐射，辐射传感器(1)需跟踪并对准太阳方向，滑动遮光罩(2)需前伸，遮挡全部散射光线，只允许直射光线入射到辐射传感器(1)测量表面，以测量太阳方向的直射辐射；对于测量水平总辐射，辐射传感器(1)需垂直于地面对准天顶方向，滑动遮光罩(2)需后缩；对于测量地面反射总辐射，辐射传感器(1)需垂直于地面对准地心方向，滑动遮光罩(2)需后缩。