[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

说明书

本发明公开了一种单传感器多功能太阳辐射测量装置及其测量方法，该测量装置包括辐射传感器、滑动遮光罩、传感器支架、遮光罩驱动机构、俯仰驱动机构、旋转臂、旋转驱动机构和支撑立柱；通过控制辐射传感器俯仰和旋转运动，改变辐射传感器测量面的方向，实现跟踪太阳移动和选择不同方向入射光线的功能，同时配合滑动遮光罩的滑动，选择是否测量散射入射光线，从而实现太阳辐射多种参数的测量功，具有结构简单，成本低廉，易于实现自动化连续测量等优点。

技术领域

本发明涉及一种光辐射测量装置，具体涉及一种单传感器多功能太阳辐射测量装置及其测量方法。

背景技术

地球上的太阳能拥有巨大的储量，是一种非常好的清洁能源，大规模的光伏发电和光热发电已经得到了工业化的应用，而对于这方面的研究和工程技术来说，对太阳光辐射的准确、长期的测量是十分必要的。然而太阳光辐射有众多的参数需要测量，光伏与光热发电技术需关注的辐射参数包括总辐射、法向直射辐射、总散射辐射、法向总辐射、日照时长等，就需要在建立观测站时分别安装各种测量参数的专用传感器以及控制、供电和通讯系统，同时由于高精度的宽光谱辐射传感器价格较高，一些参数的测量还需要自动化的太阳自动跟踪机构和控制系统，使得太阳光辐射的多参数测量变得十分不易且昂贵。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供了一种单传感器多功能太阳辐射测量装置及其测量方法，能跟踪太阳移动轨迹，采用单传感器，通过可调节的遮光罩和改变传感器测量方向，能够测量多种太阳辐射参数。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种单传感器多功能太阳辐射测量装置，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。

所述滑动遮光罩2为一筒形结构，截面形状为圆形。

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。

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。

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。