[发明专利]一种基于聚焦的太阳光向光照强度检测装置

说明书

本发明公开一种基于聚焦的太阳光向光照强度检测装置，其中包括聚光模块、检测模块、控制模块、空间角位移模块、显示模块、储能模块，通过控制聚光模块的空间角度，实现穿过透明聚光器的入射光线始终聚焦于壳体底部上表面中心点的光敏元件上，并检测其电流大小，完成太阳光向光照强度的检测，以解决传统光向光照强度检测装置需外接电源、精确度低、体积大的问题。

技术领域

本发明涉及太阳光检测技术领域，具体涉及一种基于聚焦的太阳光向光照强度检测装置。

背景技术

光向和光照强度是表征太阳光的重要参数，受时间、环境等多种因素的影响，会不断改变。目前的光向和光照强度检测装置主要采用光敏传感检测组件，且绝大多数光向和光照强度检测装置相互独立，造成了此类检测装置体积大、应用领域受到局限。

传统光向和光照强度检测装置采用平行光照射的方式完成检测过程，受平行光照射后采样模块检测出光电流信号，并向位移调节模块发出相应的控制信号，不断调节测量体角度完成对光向的检测；并检测光敏组件的光电流大小，将光照强度转变为电信号，完成对光照强度的检测。传统多点位检测方法易受天气、环境杂光等因素影响，造成装置检测精度不高。

为解决现有技术中存在的检测精度低、应用领域存在局限的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于聚焦的太阳光向光照强度检测装置，使光线聚焦于壳体底部上表面中心点的位置完成光向的确定；并根据该点光敏元件输出的电流大小完成光照强度的确定，且储能模块充放电为装置提供电能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于聚焦的太阳光向光照强度检测装置，包括聚光模块、检测模块、控制模块、空间角位移模块、显示模块、储能模块；所述聚光模块用于将太阳光通过透明聚光镜聚焦于一点，实现光强和光向的确定；所述检测模块通过传感器、光敏原件及相应线路完成光强和光向的检测及输入；所述控制模块通过接受来自检测模块的信号并对信号进行分析处理；所述空间角位移模块通过调节水平方位角和纵向高度角实现对太阳光的跟踪测量；所述显示模块将控制模块处理后的数据如光照强度、电量、空间方位角度等相关参数进行显示；所述储能模块能够储存太阳能板发出的电能，并完成对装置的供电。

所述聚光模块包括太阳能板1、透明聚光镜2和壳体3，所述太阳能板1固定在壳体2上端，捕获一部分入射光线并将其转化为电能；所述透明聚光器2内嵌于太阳能板1的中心，其主光轴与壳体3的中心轴共线，其余部分光线穿过透明聚光器2，焦点与壳体3底部上表面的中心点重合；所述壳体3呈圆筒状，由绝缘硬质材料制成，上端完成对透明聚光器2的固定。

所述检测模块包括光敏元件4、检测电路5、信号传输线6，所述光敏元件4共有9个，其中一个安装于壳体3底部内表面的中心点，其余8个光敏元件均匀分布在壳体3底部内表面中心点的周围；所述检测电路5置于壳体3内部，实时检测光敏元件4上输出的电流信号；所述信号传输线6表面绝缘，连接各个模块，可传输光电流信号。

所述的控制模块包括控制器7，控制器7置于底座15的内部，控制模块7在接收检测电路5的信号并实时计算，产生控制信号，分别控制舵机8和直线电机11的运动，实时调整壳体3的水平方位角及纵向高度角，使穿过透明聚光器2的入射光线始终聚焦于壳体3底部上表面中心点的光敏元件4上，控制器8将分析处理后的数据发送到显示模块，显示光照强度、电量、空间方位角度等相关参数。

所述空间角位移模块包括舵机8、旋转圆盘9、转轴10、直线电机11、伸拉杆12、底座15，所述舵机8置于底座15内部，舵机8转子的主轴和旋转圆盘9主轴相连，在舵机8的驱动下使旋转圆盘9顺时针或逆时针转动，调整壳体3水平方位角；所述转轴10连接旋转圆盘9和壳体3底部；所述直线电机11置于旋转圆盘9内部，其连接伸拉杆12，伸拉杆12一端连接壳体3底部，一端连接直线电机11，上下拉伸调整壳体3的纵向高度角；所述底座15固定支撑整个装置。

所述显示模块包括液晶屏13，液晶屏13安装在底座15外部，与控制模块7相连，显示光照强度、电量、空间方位角度等相关参数。