專利名稱：用于太陽精密跟蹤的數(shù)字式光電角度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能應(yīng)用領(lǐng)域、氣象觀測(cè)儀器領(lǐng)域，特別涉及一種用于太陽精 密跟蹤的數(shù)字式光電角度傳感器。
背景技術(shù)：
能源是人類文明存在與發(fā)展的重要支撐，也是人類生存不可或缺的資源，但是目 前世界范圍內(nèi)，傳統(tǒng)的化石燃料不斷減少，急需尋找替代能源供人類生產(chǎn)和生活使用。在所 有的替代能源種類中，太陽能以其取之不盡、用之不竭、清潔環(huán)保、自由公平等特點(diǎn)越來越 受到人們的青睞，成為人們矚目的焦點(diǎn)。作為清潔能源，目前人類對(duì)太陽能的利用主要有光一電轉(zhuǎn)換和光一熱轉(zhuǎn)換兩種形 式，即太陽能發(fā)電和太陽能集熱兩大類。然而這兩種形式的太陽能利用都存在著太陽能空 間輻射分布時(shí)刻變化、能量匯聚密度低等問題，降低了太陽能的使用效率，影響了太陽能的 普及利用。如何將太陽能高效地轉(zhuǎn)化成容易使用的電能或熱能，已成為當(dāng)今重大的研究課題之一。目前在太陽能電池板和太陽能集熱器本身的換能效率一定的條件下，進(jìn)一步提高 太陽能利用效率的有效途徑之一就是對(duì)太陽進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，時(shí)刻保持換能器的感光面與太 陽的入射光線垂直。研究表明，太陽的跟蹤與非跟蹤，能量的接收效率相差大約37.7%。與 固定的光伏發(fā)電設(shè)備相比，自動(dòng)跟蹤的發(fā)電設(shè)備發(fā)電量能提高約35%?？梢?，精確地跟蹤太 陽可使換能器的換能效率大大提高，進(jìn)而提高太陽能應(yīng)用系統(tǒng)的效率，有利于太陽能的普 及利用。因此，在太陽能應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)太陽方位進(jìn)行高精度跟蹤就成為一項(xiàng)很有必要的關(guān)鍵 技術(shù)。按照通常的分類方法，太陽跟蹤方式通常有光電傳感器跟蹤和視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟 蹤。傳感器跟蹤是利用多個(gè)模擬式光電傳感器感光，并進(jìn)行光電變換。作為單個(gè)的模擬式 光電傳感器，有光電二極管、光電三極管、光電池、熱電偶、光敏電阻、四象限光伏傳感器、光 電倍增管等。已有的光電傳感器跟蹤方式由于是利用模擬的光強(qiáng)信號(hào)的差值進(jìn)行角度檢測(cè) 的，存在元件靈敏度隨著時(shí)間和溫度漂移、測(cè)量誤差大、測(cè)量精度低、有時(shí)丟失目標(biāo)等缺點(diǎn)。 尤其是在使用多個(gè)光電傳感器時(shí)，其靈敏度離散性問題是影響測(cè)量精度的最大問題。由于 測(cè)量精度低，使得太陽能應(yīng)用系統(tǒng)額外增加了成本，有時(shí)甚至失去了在設(shè)備中增加跟蹤器 的意義。而視日跟蹤雖然能夠全天候?qū)崟r(shí)跟蹤，但是計(jì)算復(fù)雜且跟蹤精度更低。另外，在氣象觀測(cè)領(lǐng)域，測(cè)量太陽輻射的常用儀器是太陽輻射表。長期以來，在太 陽輻射觀測(cè)中存在著一個(gè)難題，就是如何對(duì)太陽方位實(shí)現(xiàn)可靠而精確的跟蹤。直接輻射由 于觀測(cè)的是來自太陽的直接輻射能量，其觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度直接依賴于跟蹤精度的高低。 當(dāng)太陽直接輻射表的軸線與太陽光線入射角度發(fā)生偏離時(shí)，將使入射到傳感器表面的能量 降低，產(chǎn)生很大的測(cè)量誤差，增加了觀測(cè)結(jié)果的不確定度。目前世界多數(shù)國家仍采用簡單的 單軸跟蹤裝置驅(qū)動(dòng)太陽輻射的測(cè)量儀器，測(cè)量誤差大，不能滿足測(cè)量要求。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于太陽精密跟蹤的數(shù)字式光電角度傳感器，解 決現(xiàn)有技術(shù)存在元件靈敏度隨著時(shí)間和溫度漂移、測(cè)量誤差大、測(cè)量精度低、有時(shí)丟失目標(biāo) 等缺點(diǎn)。本實(shí)用新型用于太陽精密跟蹤的數(shù)字式光電角度傳感器包括光學(xué)成像單元、光電 探測(cè)單元、信息處理單元、輸出接口單元、殼體等其中，所述的光學(xué)成像單元固定在殼體一 端，太陽光從成像單元進(jìn)入傳感器；殼體的另一端分別排列光電探測(cè)單元、信息處理單元、 電學(xué)接口單元等。所述的光學(xué)成像單元依次由壓圈、玻璃防護(hù)罩、環(huán)形墊圈、中性濾光片、狹 縫等構(gòu)成并依次排列，安裝在殼體的前端；所述的狹縫為光學(xué)狹縫，可以由機(jī)械加工而成， 也可以由玻璃刻蝕工藝加工而成。所述的光電探測(cè)單元由窄帶干涉濾光片、線陣CCD、光電 信號(hào)預(yù)處理電路、自動(dòng)增益控制電路、高速A/D轉(zhuǎn)換器、第一微處理器A構(gòu)成，狹縫的中心線 與線陣CCD的一維像元陣列中心線相互垂直，并且依據(jù)測(cè)量角度和精度的要求，確定狹縫 與線陣CXD像元表面的距離和線陣CXD的像元數(shù)。所述的C⑶光電傳感器采用線陣型，像 元數(shù)量可以為256、1(^4、1728、2048、2700、；3468、5000或7500 ；光電信號(hào)預(yù)處理電路完成線 陣CCD輸出信號(hào)的放大、濾波等功能，由高速運(yùn)算放大電路來實(shí)現(xiàn)；自動(dòng)增益控制電路由專 用集成電路或通用集成電路搭建，完成光電信號(hào)的幅度高低控制；A/D轉(zhuǎn)換器選用10位或 12位的高速器件，其功能是將光強(qiáng)空間分布信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)。第一微處理器A采用ARM 處理器，負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)(XD、程控增益、浮動(dòng)閥值設(shè)置、數(shù)據(jù)采集鎖存等。光電探測(cè)單元以第一微 處理器A為核心，將線陣CXD的驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理等功能融為一體，可以保證處理器 所發(fā)脈沖的相位和頻率精確、穩(wěn)定、同步，簡化CCD檢測(cè)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)，因而使其在動(dòng)態(tài) 角度檢測(cè)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。所述的信息處理單元由第二微處理器B及外圍電路等構(gòu) 成；第二微處理器B同樣采用ARM處理器，負(fù)責(zé)角度計(jì)算和太陽方位計(jì)算、角度標(biāo)定、誤差 修正、角度顯示、設(shè)定、與PC機(jī)通訊、為執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)等。第二微處理器B用于控 制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。所述的輸出接口單元由USB 口、數(shù)字集成電路構(gòu)成，其作用是將角度測(cè) 量信息輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其中USB 口為ARM處理器自帶的2.0標(biāo)準(zhǔn)的接口，負(fù)責(zé)與PC機(jī)進(jìn) 行通訊；數(shù)字集成電路主要完成緩沖驅(qū)動(dòng)、功率放大和光電隔離等功能。所述的殼體由金屬 材料或塑料材料等不透光的材料加工而成，其形狀可以為方形或者為圓筒形；為了防止殼 體內(nèi)部的光學(xué)件和電學(xué)器件由于環(huán)境溫度的變化產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象，在殼體內(nèi)充入惰性氣體。由于采用了雙核處理器技術(shù)，極大地增強(qiáng)了系統(tǒng)的控制和數(shù)據(jù)采集、處理能力，解 決了常見的單核微處理器應(yīng)用系統(tǒng)處理能力不足的問題。為了實(shí)現(xiàn)全天候室外工作的要求，采用了密封結(jié)構(gòu)，將光學(xué)和信號(hào)處理部分封閉 在一個(gè)密閉的腔體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)防塵、防水之目的。本實(shí)用新型所述用于太陽精密跟蹤的數(shù)字式光電角度傳感器的具體結(jié)構(gòu)是主要 包括光學(xué)成像單元、光電探測(cè)單元、信息處理單元、輸出接口單元、殼體等，其中，所述的光 學(xué)成像單元固定在殼體6的前端，該光學(xué)成像單元由壓圈1、玻璃防護(hù)罩2、環(huán)形墊圈3、中性 濾光片4及狹縫5構(gòu)成，所述狹縫5粘接在殼體6的入射光孔前面，中性濾光片4、環(huán)形墊圈 3及玻璃防護(hù)罩2通過壓圈1依序緊固在狹縫5的前端。所述的光電探測(cè)單元置于殼體6的后端，光電探測(cè)單元包括窄帶干涉濾光片7、線 陣(XD8及依序相連信號(hào)預(yù)處理電路、自動(dòng)增益控制電路、高速A/D轉(zhuǎn)換器、第一微處理器A，所述窄帶于涉濾光片7粘接在殼體6上，線陣CCD 8焊接在印制電路板9上，印制電路板9 固定在殼體6的臺(tái)階上；0型密封圈10套在后蓋13的圓形臺(tái)階上、與后蓋13及殼體6實(shí) 現(xiàn)密封作用；所述的信息處理單元11包括第二微處理器B及外圍電路，信息處理單元11通過 六方形帶內(nèi)螺紋的銅柱12固定在輸出接口單元13上，輸出接口單元13通過六方形帶內(nèi)螺 紋的銅柱14固定在后蓋15上，后蓋15設(shè)置了出線孔并用緊固螺釘16固定在殼體6上。所述的狹縫5為光學(xué)狹縫，由機(jī)械加工或玻璃刻蝕工藝加工而成。所述的狹縫5中心線與光學(xué)探測(cè)單元的線陣CXD 8的一維像元中心線相互垂直， 并且依據(jù)測(cè)量角度和精度的要求，確定狹縫與線陣CXD 8像元表面的距離和線陣CXD 8的 像元數(shù)。所述的殼體6由不透光的材料構(gòu)成，其形狀為方形或者圓筒形。本實(shí)用新型所述用于太陽精密跟蹤的數(shù)字式光電角度傳感器的工作流程是太陽入射的平行光經(jīng)光學(xué)成像單元，形成一束與線陣CXD的一維像元陣列相垂直 的線狀光斑，該光斑成像到CCD的像元上。在微處理器A發(fā)出的精確控制脈沖作用下，每個(gè) 像元經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)經(jīng)光電探測(cè)電路的放大、濾波、采樣后，經(jīng)過微處理器運(yùn)算，得 到光斑質(zhì)心在CXD像元上的位置編碼信息。利用此位置編碼信息和貯存在微處理器內(nèi)的已 知常數(shù)，經(jīng)過微處理器的反正切計(jì)算，即可求得某一時(shí)刻太陽光一個(gè)方向偏離垂直入射的 角度，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1、光學(xué)成像單元采用狹縫成像，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，無像差。2、采用數(shù)字式線陣CCD光電傳感器檢測(cè)太陽光在某一入射角度時(shí)入射光線強(qiáng)度 的空間分布信息，克服了模擬式光電傳感器存在的弊端，避開了模擬式光電傳感器固有的 靈敏度漂移和離散性問題。3、利用線陣CCD像元尺寸高度一致的特點(diǎn)，精密測(cè)量角度，準(zhǔn)確度高，角度標(biāo)定簡 單，有利于傳感器的批量裝配、調(diào)試及標(biāo)定。


圖1為本實(shí)用新型傳感器的立體分解示意圖；圖2為本實(shí)用新型傳感器的結(jié)構(gòu)剖面圖；圖3為本實(shí)用新型傳感器的方框圖；圖4為本實(shí)用新型傳感器的主視圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。參見圖1及圖2，本實(shí)用新型由殼體6和在該殼體6前端依次排列的狹縫5、中性 濾光片4、環(huán)形墊圈3、玻璃防護(hù)罩2、壓圈1以及在該殼體后端依次安裝的窄帶干涉濾光片 7、線陣CXD 8、焊接了線陣CXD 8的印制電路板9、0型密封圈10、信息處理單元11、六方形 帶內(nèi)螺紋的銅柱12、輸出接口單元13、六方形帶內(nèi)螺紋的銅柱14、后蓋15以及后蓋15的 緊固螺釘16組成。所述殼體6由不透光的材料構(gòu)成，其形狀可以為方形或者為圓筒形；所述殼體6的前端開一個(gè)長圓型入射光孔，在此孔前用膠粘狹縫5 ；狹縫5的前端設(shè)置圓形的 中性濾光片4、環(huán)形墊圈3、圓形玻璃防護(hù)罩2，它們用壓圈1按順序緊固在狹縫5的前端。 所述殼體6的后端依次安裝窄帶干涉濾光片7、線陣CCD 8和焊接了線陣CCD 8的印制電路 板9、0型密封圈10、信息處理單元11、六方形帶內(nèi)螺紋的銅柱12、輸出接口單元13、六方形 帶內(nèi)螺紋的銅柱14、后蓋15以及后蓋15的緊固螺釘16。所述的窄帶干涉濾光片7用膠粘 在殼體6的固定位置；所述的線陣CCD 8焊接在印制電路板9上，印制電路板9用螺釘固定 在殼體6的臺(tái)階上；0型密封圈10套在后蓋13的圓形臺(tái)階上、與后蓋13及殼體6實(shí)現(xiàn)密 封作用；信息處理單元11用六方形帶內(nèi)螺紋的銅柱12緊固在輸出接口單元13上，而輸出 接口單元13又利用六方形帶內(nèi)螺紋的銅柱14緊固在后蓋15上。后蓋15設(shè)置了出線孔并 用緊固螺釘16緊固于殼體6上。本實(shí)用新型的兩片濾光片(中性濾光片4、窄帶干涉濾光片7)置于線陣CCD8的感 光面的前端裝配，其目的是為了提高CCD像的光學(xué)純度，消除雜散光對(duì)測(cè)量精度的影響；其 中中性濾光片是為了用來衰減太陽光的能量，調(diào)整入射光通量，保證CCD工作在最佳狀態(tài)。 窄帶干涉濾光片是為了選擇CCD光譜響應(yīng)穩(wěn)定的區(qū)域，濾除無用的部分光譜能量，限制入 射光的光譜帶寬，減小光學(xué)系統(tǒng)的色差，使CCD工作在響應(yīng)穩(wěn)定的光譜帶上。本實(shí)用新型要求狹縫5的中心線與線陣CXD 8的一維像元陣列中心線相互垂直， 并且依據(jù)測(cè)量角度和精度的要求，確定狹縫與線陣CXD 8像元表面的距離和線陣CXD 8的 像元數(shù)。參見圖3，本實(shí)用新型的工作流程是太陽發(fā)出的平行光線經(jīng)光學(xué)成像單元X、Y的玻璃防護(hù)罩2、中性濾光片4、狹縫5 成像后，再經(jīng)窄帶干涉濾光片7，形成一束與線陣CXD 8的一維像元陣列相垂直的線狀光 斑，分別成像到各自的線陣CCD 8的光敏元上。即X方向(如水平方向)的光信號(hào)被X方 向的線陣CCD接收；Y方向(如俯仰方向)的光信號(hào)被Y方向的線陣CC D接收。在第一微處理器A發(fā)出的精確脈沖信號(hào)及開關(guān)電路控制下，兩個(gè)方向的光信號(hào)交 替進(jìn)入信號(hào)預(yù)處理電路，經(jīng)過信號(hào)處理電路放大、濾波，輸入到高速A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成數(shù) 字信號(hào)，輸入到第一微處理器A內(nèi)，進(jìn)行采集與處理、數(shù)據(jù)緩存等。第一、第二微處理器A、B 之間的數(shù)據(jù)傳輸采用處理器內(nèi)部自帶的SP1接口。第二微處理器B利用SPI總線接收經(jīng)第一微處理器A預(yù)處理的光斑位置編碼信號(hào) W。利用貯存在第二微處理器B內(nèi)的線陣CCD像元寬度參數(shù)a，狹縫中心線與線陣CCD感 光像元表面的距離參數(shù)H，狹縫中心線在線陣CCD像元表面上的正投影所得到的像元編碼 位置參數(shù)N0，即可由下列公式_5] θ = arctan(^M))經(jīng)計(jì)算得到在某一時(shí)刻太陽光偏離垂直入射的角度θ。即某一時(shí)刻太陽入射光一 個(gè)方向上的入射角。第二微處理器B既可以將角度信息經(jīng)USB接口傳輸?shù)絇C機(jī)進(jìn)行顯示，也可以直接 送到液晶顯示器進(jìn)行顯示，還可以將角度測(cè)量信息直接輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行太陽目標(biāo)的實(shí) 時(shí)跟蹤。參見圖4，按照狹縫方向互相垂直的要求，將兩個(gè)傳感器安裝在由兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)同時(shí)或分別驅(qū)動(dòng)的二維旋轉(zhuǎn)平面上，就可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)太陽的水平角度和俯仰角度的測(cè)量與跟 蹤。雙軸各自控制，互不影響。利用本實(shí)用新型的數(shù)字式光電角度傳感器進(jìn)行太陽跟蹤的具體控制過程如下將兩個(gè)數(shù)字式光電角度傳感器安裝在由步進(jìn)電機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成的執(zhí)行機(jī) 構(gòu)上。當(dāng)數(shù)字式光電傳感器檢測(cè)到太陽光某個(gè)方向的入射角度大于某一個(gè)值，例如1°時(shí)， 信息處理單元就通過接口電路向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)系 統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)需要跟蹤的角度，就可以確保安裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的換能器的感光面重新與太陽入射 光垂直，實(shí)現(xiàn)太陽的精密跟蹤。本實(shí)用新型的數(shù)字式光電角度傳感器還可以有多種具體的角度測(cè)量實(shí)施方式。例 如(一)、本實(shí)用新型的數(shù)字式光電角度傳感器在靜止?fàn)顟B(tài)下，可以測(cè)量士θ角的平 行入射光的角度變化。( 二)、本實(shí)用新型的數(shù)字式光電角度傳感器在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，結(jié)合不同形式的執(zhí)行 機(jī)構(gòu)，可以進(jìn)行多種方式的平行光入射角度測(cè)量。例如，將一個(gè)光學(xué)成像單元安裝在一個(gè)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的一維旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)上， 狹縫長度方向與旋轉(zhuǎn)軸線平行安裝，就可以測(cè)量一維的角度信號(hào)。在這種測(cè)量模式下，角度 變化范圍可達(dá)0 360°。將兩個(gè)角度傳感器分別裝于兩個(gè)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的相互垂直的二維旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī) 構(gòu)上，狹縫長度方向與各自的旋轉(zhuǎn)軸線平行安裝，就可以測(cè)量二維發(fā)光目標(biāo)的角度信號(hào)。以此類推，若將三個(gè)角度傳感器分別裝于三個(gè)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的相互垂直的三維 旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，還可以測(cè)量三維發(fā)光目標(biāo)的角度信號(hào)，用于空間發(fā)光目標(biāo)的捕獲、跟蹤；(三)、本實(shí)用新型的數(shù)字式光電角度傳感器不僅能夠測(cè)量發(fā)光目標(biāo)的相對(duì)角度 變化，實(shí)現(xiàn)發(fā)光目標(biāo)的精密跟蹤，而且，本發(fā)明通過控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與算法的適當(dāng)變化，還能 夠測(cè)量發(fā)光目標(biāo)的絕對(duì)角度變化。例如，測(cè)量地球上某一個(gè)經(jīng)緯度在某一時(shí)刻的太陽方位角。給角度傳感器預(yù)置一 個(gè)角度初值，將角度傳感器在某一時(shí)刻檢測(cè)的角度加上這個(gè)初值，就可以檢測(cè)出某一時(shí)刻 太陽的絕對(duì)位置。本發(fā)明的角度傳感器由于傳感器與太陽的相互角度位置關(guān)系可以通過預(yù) 置角度初值確定，故不需要太陽位置標(biāo)定等復(fù)雜的調(diào)整。進(jìn)一步地，如果在傳感器的光學(xué)窗口配置一個(gè)凸透鏡，還可以在更寬的角度范圍 之內(nèi)測(cè)量入射光的角度變化。上述實(shí)施例中是采用線陣CCD陣列傳感器進(jìn)行說明的，但是也可以采用光電二極 管陣列傳感器等與線陣CCD傳感器能發(fā)揮同樣作用的線性光電傳感器傳感器。本實(shí)用新型的用于太陽精密跟蹤的太陽光入射角度光電測(cè)量方法與數(shù)字式光電 角度傳感器，不僅可用于太陽能應(yīng)用領(lǐng)域，如太陽能發(fā)電、太陽能集熱、太陽能干燥等，還可 以用于氣象觀測(cè)領(lǐng)域，如跟蹤輻射表、總輻射表等氣象儀器中。例如，將數(shù)字式光電角度傳 感器配置到跟蹤。權(quán)利要求1.一種用于太陽粘密跟蹤的數(shù)字式光電角度傳感器，主要包括光學(xué)成像單元、光電探 測(cè)單元、信息處理單元、輸出接口單元及殼體，其特征在于所述的光學(xué)成像單元固定在殼 體(6)的前端，該光學(xué)成像單元由壓圈(1)、玻璃防護(hù)罩O)、環(huán)形墊圈(3)、中性濾光片(4) 及狹縫( 構(gòu)成，所述狹縫( 粘接在殼體(6)的入射光孔前面，中性濾光片(4)、環(huán)形墊圈 (3)及玻璃防護(hù)罩(2)通過壓圈(1)依序緊固在狹縫(5)的前端；所述的光電探測(cè)單元置于殼體(6)的后端，光電探測(cè)單元包括窄帶干涉濾光片(7)、線 陣CXD(S)及依序相連信號(hào)預(yù)處理電路、自動(dòng)增益控制電路、高速A/D轉(zhuǎn)換器、第一微處理器 (A)，所述窄帶干涉濾光片(7)粘接在殼體(6)上，線陣CCD(S)焊接在印制電路板(9)上， 印制電路板(9)固定在殼體(6)的臺(tái)階上；所述的信息處理單元(11)包括第二微處理器⑶及外圍電路，信息處理單元(11)固 定在輸出接口單元(1 上，輸出接口單元(1 固定在后蓋(1 上，后蓋(1 固定在殼體 (6)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽精密跟蹤的數(shù)字式光電角度傳感器，其特征在于 所述的狹縫( 為光學(xué)狹縫，由機(jī)械加工或玻璃刻蝕工藝加工而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于太陽精密跟蹤的數(shù)字式光電角度傳感器，其特征在 于所述的狹縫(5)中心線與光學(xué)探測(cè)單元的線陣CCD(S)的一維像元中心線相互垂直，并 且依據(jù)測(cè)量角度和精度的要求，確定狹縫與線陣CCD像元表面的距離和CCD像元數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽精密跟蹤的數(shù)字式光電角度傳感器，其特征在于 所述的殼體(6)由不透光的材料構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于太陽精密跟蹤的數(shù)字式光電角度傳感器，屬于太陽能應(yīng)用領(lǐng)域、氣象觀測(cè)儀器領(lǐng)域。該傳感器包括光學(xué)成像單元、光電探測(cè)單元、信息處理單元、輸出接口單元、殼體等，所述的光學(xué)成像單元固定在殼體一端，殼體的另一端分別排列光電探測(cè)單元、信息處理單元、電學(xué)接口單元等。利用兩個(gè)數(shù)字式光電角度傳感器，可以精確測(cè)量太陽入射光兩個(gè)方向的入射角度，為太陽跟蹤系統(tǒng)或太陽輻射測(cè)量系統(tǒng)提供精確的太陽方位信號(hào)，實(shí)現(xiàn)太陽目標(biāo)的精密跟蹤與輻射測(cè)量。采用狹縫成像，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，無像差；克服了模擬式光電傳感器存在的弊端；精密測(cè)量角度，準(zhǔn)確度高，角度標(biāo)定簡單，有利于傳感器的批量裝配、調(diào)試及標(biāo)定。
文檔編號(hào)G01D5/347GK201828278SQ20102052420
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者曹博成, 曹彥波, 趙曉波 申請(qǐng)人:曹彥波