[发明专利]逥转分离式智能辐射传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量太阳辐射的装置，尤其是一种逥转分离式智能辐射传感器，具体地说是能够测量总辐射、散射辐射和直接辐射的辐射传感器，属于辐射传感器的技术领域。 

背景技术

光伏发电对于传统的发电交付系统是一个理想的补助措施，也是在当前能源危机日益严重的情形下一个清洁且近乎无限能源的选择。在评估光伏发电的价值中，电力规划人员需要获得预规划站点的太阳能资源数据。阳光沿着两条路径到达地球表面：来自阳光的直接辐射和来自大气的散射辐射。太阳能直接辐射、太阳能水平散射辐射和当地温度数据被用来预估固定型和跟踪型的光伏系统产生的能效。通过比较各种固定阵列和追踪阵列的性能，这些数据可用来支持效用规划和光伏系统研究，并被用来计算指定地点的固定型光伏系统或跟踪型光伏系统产生的直流和交流电压。 

目前，各种形式的仪器都被构想于太阳辐射的测量。大约在2003年，由RuelD.Little，Concord，MA(US)设计了一款适用于测量总辐射、直接辐射和散射辐射的旋转式遮蔽带总辐射计。所述旋转式遮蔽带总辐射计的结构如图7和图8所示。图7和图8是RSR(旋转式遮蔽带总辐射计)的结构示意图：其中，利用光测量传感器56来完成总辐射、散射辐射和直接辐射的测量。光测量传感器56安装于支架74上，支架74以可调节的方式被固定在托架48的舌突前端部分68；光测量传感器56的信号输出电缆通过附在托架48下的空心管引导至数据采集箱42。 

一根受电机116控制的遮蔽带136安装在电机盒54的轴输出端，电机盒座80被固定在托架48上，电机116和位置传感器被固定在盒盖82上；托架48通过左右两个螺母64枢纽于轭架44，轭架44被安装在一个可调节方位的方位盘50上，并固定于立柱40；安装在方位盘50上的光伏板46，与托架48成近似的角度面向太阳，以获得最佳的发电效能。 

遮蔽带的旋转式通过一款专门设计的控制器来实现的；控制器接受数据采集器使能信号，控制电机完成一次单向旋转，等待下一次信号使能反向形成往复旋转。每次旋转大约用时1秒的时间采集了1280个信号。然后分析采集的辐射数据来估算可能也应该是由现有的或规划中的光伏系统产生的电功率。 

RSR辐射表功能优越，成本较低。但尚存在不足： 

1、遮蔽带136的运动受限位控制；一旦限位失效，电机116带动遮蔽带136将直接卡死在托架48舌突位置，在几乎不可能及时发现的情况下，电机116必然损毁。 

2、水平调准存在无法定位的情况；没有可以参考的水准泡指示，且由于其 设计的水平调节力臂偏小，造成无法精调，这就造成了实际上无法调节至水准的尴尬情形；而根据水准对光电总表的研究表明，水准的偏失直接对测量数据造成不小的偏移，使数据失去可信度。 

3、实际与设计相去甚远的简陋的防水设计；由于其电机盒是有上下两块盖板拼合而成的，所以在角点——尤其是上半部分的两个，依然存在2毫米左右的漏孔。一旦下雨，雨水很容易就进顺着上盖内壁流至电机上，对电机116和结合部位造成危害。 

4、机械振动带来了测量误差；由于光测量传感器56和电机盒是设计在一个托架48上，所以当电机116工作时，产生的机械振动很容易传递到光测量传感器116所在的托架舌突位置68，从而引起振动，导致光测量传感器116测量数据波动；影响测量数据的准确性。 

5、转动盘的松动；电机116上的转动盘选用了2毫米螺母紧固，但由于受力面积太小，时间一长就会引起松动；固然由于电机轴与转动盘的钳位设计使得遮蔽带136可以保证被电机116带动，但轴向上转动盘的前后伸缩跳动却无法保证，从而引起安置在转动盘上的小第一磁铁无法给第一霍尔传感器有效定位信号，进而引起电机系统动作异常停止，从而使得获得的数据完全失去意义。 

6、RSR采用了进口国外数据采集器，不但其价格高昂，且其中散射修正算法不符合本国国情。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种逥转分离式智能辐射传感器，其结构紧凑，安装使用方便，测量精度高，使用成本低，适应性好，安全可靠。