[发明专利]一种超声波振动太阳能电池板除尘装置

权利要求书

1.一种超声波振动太阳能电池板除尘装置，其特征在于该装置包括支架、风速传感器固定片、风向传感器固定片、风速传感器、风向传感器、旋转轴、超声波换能器和控制模块；风速传感器用来测量风速，风向传感器用来测量风向，超声波换能器用来产生超声波；控制模块安装在支架上，控制模块用来控制整个除尘装置工作；

所述支架的底部固定在地面，上部通过旋转轴与太阳能电池板的下表面相连；风速传感器通过风速传感器固定片固定安装在支架底部的上表面上，风向传感器通过风向传感器固定片固定安装在支架底部的上表面；所述超声波换能器通过超声波换能器固定片安装在太阳能电池板的背面上；

所述控制模块包括单片机、电源、外扩存储芯片、时间芯片、液晶显示屏和按键；所述单片机分别与电源、外扩存储芯片、时间芯片、液晶显示屏和按键连接；所述电源负责给控制模块供电；所述单片机的输入端还与风速传感器和风向传感器连接，单片机的输出端分别与超声波换能器、旋转轴上的电机相连；

所述单片机的控制流程是：首先开启装置的控制模块并进行装置的初始化，根据时间芯片提供的时间，单片机对时间进行判断是晚上还是白天，若是晚上，则进入可除尘模式，即在晚上进行除尘工作，外扩储存芯片将会把该时间数据进行存储，然后单片机采集由风速传感器测得的风速，当风速不小于5.5m/s时，再采集由风向传感器测得的风向，并通过单片机输出数据在液晶显示屏上显示当前风向及当前风速，同时单片机控制旋转轴上的电机转动，使得装置调整为最佳的受力角度；风速和受力角度都达到要求后，单片机启动超声波换能器，开始进行除尘工作；通过单片机设定除尘工作时间，当除尘完毕后，装置停止工作；

超声波振动太阳能电池板除尘装置的工作原理及过程是：首先通过单片机判断是否处于可除尘模式，若处于可除尘模式，再通过风速传感器测得风速，当风速不小于5.5m/s时，进行除尘；此时通过风向传感器测得风向，通过单片机控制旋转轴转动，进而调整太阳能电池板转动，当太阳能电池板与风吹来的方向呈45度角时，超声波换能器开始工作，由于小颗粒灰尘粒径为50微米以下具有强粘附性、高密度等性质使其不易被风吹走，因此使用超声波换能器发射超声波，使得太阳能电池板产生强烈的机械振动，从而使吸附在太阳能电池板上的粒子有较大的位移振幅，灰尘将会悬浮在太阳能电池板上，灰尘的粘性力将会大大减小，再结合较大风速，所述较大风速不小于5.5m/s，直接利用自然风就能实现轻松将粒径为1μm到500μm的颗粒灰尘吹走，从而达到利用超声波除尘的目的，清除的灰尘颗粒范围大大加大，清除效果更佳；如果风速不够，则超声波换能器不工作；

采用超声波换能器发射超声波控制使太阳能电池板进行振动的方式，使太阳能电池板上的细小灰尘由小颗粒聚集为大颗粒，更加有利于灰尘去除，且能大幅提高除尘的效果。

2.根据权利要求1所述的超声波振动太阳能电池板除尘装置，其特征在于所述超声波换能器的数量为2-4个。

3.根据权利要求1所述的超声波振动太阳能电池板除尘装置，其特征在于所述单片机为STC89C51型号单片机；所述外扩存储芯片为AT24C02芯片；所述时间芯片为DS1302芯片；电源为5V直流电源，所述液晶显示屏的型号为LCD12864，所述风向传感器的型号为FX-V1-16；所述风速传感器的型号为FS-M-30；所述超声波换能器的型号为DHC-2000。