[发明专利]一种基于电容法测量光伏电池板积灰厚度的系统及方法

权利要求书

1.一种基于电容法测量光伏电池板积灰厚度的系统，包括测量系统(1)和吹灰系统，所述测量系统包括积灰模拟平台(10)、滑轨(11)、电容数字转换器(3)、上位机(5)以及电子显微测距仪(2)，其特征在于，所述滑轨(11)包括两根y轴滑轨和一根x轴滑轨，所述两根y轴滑轨分别通过支架固定于积灰模拟平台(10)的左右两侧，所述x轴滑轨通过滑块滑动连接在两根y轴滑轨之间，x轴滑轨上还滑动连接有位置调节器(14)，位置调节器(14)前端固定安装有电容传感器探头(15)，所述电容数字转换器(3)与电容传感器探头(15)电连接，所述电子显微测距仪(2)和电容数字转换器(3)通过数据通讯总线(4)与所述上位机(5)电连接；

积灰模拟平台(10)包括盖板、屏蔽罩(19)以及绝缘保护外壳(20)，所述盖板包括EVA胶膜(16)、钢化玻璃面板(17)以及电容铜箔极板(18)，所述EVA胶膜(16)、钢化玻璃面板(17)以及电容铜箔极板(18)从上至下贴合安装在屏蔽罩(19)上，屏蔽罩(19)贴合安装在绝缘保护外壳(20)上；

所述吹灰系统包括吹灰风机(6)、送灰器(8)以及送灰通道(9)，所述送灰器(8)包括进灰端、进风端以及送灰通道(9)，所述进灰端和进风端分别与所述送灰通道(9)连通，所述吹灰风机(6)设置在进风端，送灰通道(9)的出口设置在积灰模拟平台(10)的正上方；

所述电容传感器探头(15)包括探头绝缘保护外壳(22)，所述探头绝缘保护外壳(22)内设有探头极板屏蔽罩(23)，探头绝缘保护外壳(22)和探头极板屏蔽罩(23)内分别设有环氧树脂绝缘层(25)，探头绝缘保护外壳(22)还设有PTFE绝缘防护涂层(27)，探头极板屏蔽罩(23)内设有探头电极板(26)，探头电极板(26)连接有数据屏蔽线(24)；

所述x轴滑轨和位置调节器(14)上分别设有伺服电机，所述上位机(5)通过RS485通讯连接的方式与所述伺服电机连接，并控制x轴滑轨沿y轴方向来回滑动以及位置调节器(14)沿x轴方向来回滑动。

2.根据权利要求1所述的一种基于电容法测量光伏电池板积灰厚度的系统，其特征在于，所述屏蔽罩(19)和绝缘保护外壳(20)的一侧设有过线孔(21)。

3.根据权利要求1所述的一种基于电容法测量光伏电池板积灰厚度的系统，其特征在于，所述两根y轴滑轨上设有防尘保护罩(12)，所述防尘保护罩(12)设有防尘毛刷帘(13)。

4.根据权利要求1所述的一种基于电容法测量光伏电池板积灰厚度的系统，其特征在于，所述送灰器(8)的进灰端上设有截止阀(7)。

5.一种基于电容法测量光伏电池板积灰厚度的方法，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：

S1、采集被测环境灰样，利用吹灰系统模拟环境自然落灰现象，定时、定量在积灰模拟平台(10)表面形成积灰厚度随时间连续变化的灰垢层；

S2、通过上位机(5)控制x轴滑轨以及位置调节器(14)滑动，利用电容传感器探头(15)分时、多点对积灰模拟平台(10)进行电容值检测，同时，利用电子显微测距仪(2)对积灰模拟平台(10)的积灰厚度值进行多点测量；

S3、将对积灰模拟平台(10)测量的电容值和厚度值输入上位机(5)进行线性拟合，获取标定数据曲线，对积灰样本重复多次实验来获取准确的标定结果，将最终优化结果保存作为现场电容法积灰厚度测量对比数据库；

S4、将测量系统安装于现场测量环境下，保证积灰模拟平台(10)的安装高度、角度及位置与现场光伏电池板保持一致，测量时，利用上位机(5)控制x轴滑轨以及位置调节器(14)滑动，进而控制电容传感器探头(15)对光伏电池板积灰模拟平台进行多点、动态、连续测量，并在上位机(5)显示输出结果动态曲线。

6.根据权利要求5所述的一种基于电容法测量光伏电池板积灰厚度的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述吹灰系统对积灰模拟平台(10)进行落灰过程中，每运行一固定时间，停机检测积灰模拟平台(10)的电容值和积灰厚度值，防止吹灰系统运行过程中，测量系统检测结果存在延时检测误差。