一种遮光带全年不移动的散射辐射仪及其遮光方法

1.本发明涉及太阳散射辐射测量技术领域，具体为一种遮光带全年不移动的散射辐射仪及其遮光方法。


背景技术：

2.采用在太阳总辐射仪的基础上添加遮光带挡住太阳直射辐射来测量太阳散射辐射的方法制造的装置与使用太阳跟踪系统来测量太阳直射辐射和散射的装置比较，制作成本与维护的成本低，且操作简单、故障率低。
3.目前我们所使用的带有遮光带的散射辐照仪的遮光带都要间隔一定的时间进行移动调整以使当太阳移动时遮光带亦能为传感器遮挡住太阳直射。在测量装置众多时，定时调整遮光带的位置会消耗大量的人力物力，不利于远程监测领域在辐射测量领域的发展。现提出一种新型的散射辐照仪，在所处纬度与传感器所处倾斜面一定的前提下，其遮光带全年不需要移动。由于遮光带除了遮挡太阳直射辐射外，还遮挡了一部分天空散射辐射，需要对散射辐射仪所测得的散射辐射值进行修正。在各向同性的基础上，本文采用四种不同的纯几何计算方法，来给出适用于该散射辐照仪的遮光带修正因子式。
4.遮光带全年不移动的散射辐照仪与遮光带全年需移动的散射辐照仪相比，操作更为简便，无需遮光带移动装置，成本低，且故障率低。
5.为此，我们研发出了新的一种遮光带全年不移动的散射辐射仪及其遮光方法。


技术实现要素：

6.(一)解决的技术问题
7.针对现有技术的不足，本发明提供了一种遮光带全年不移动的散射辐射仪及其遮光方法，解决了上述问题。
8.(二)技术方案
9.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种遮光带全年不移动的散射辐射仪及其遮光方法，其特征在于：包括基座，所述基座顶壁中心位置固定安装有承重柱，所述基座的两侧位置固定安装有两个支柱，所述承重柱上方固定连接有反射盘，所述反射盘上方的中心固定连接有总辐射表，两个所述支柱的顶端固定着遮光带，所述遮光带与所述支柱固定处的外侧连接着固定旋钮，所述固定旋钮连接着可旋转的角度刻盘，所述遮光带上安装有收缩槽，所述遮光带可收缩部分刻有参考收缩量的刻度线，所述遮光带与所述支柱固定处的外侧连接着固定旋钮，所述固定旋钮连接着可旋转的角度刻盘。
10.优选的，一种遮光带全年不移动的散射辐射仪及其遮光方法，所述遮光方法包括以下步骤：
11.s1.遮光带宽度选取，在北半球，传感器处于水平面上时，遮光带的中心与传感器的中心重合，遮光带垂直于极轴放置；
12.s2.根据遮光带修正因子计算式，进行地平坐标系下的遮光带修正因子积分式推
导；
13.s3.天球坐标系下遮光带修正因子积分式推导。
14.(三)有益效果
15.本发明提供了一种遮光带全年不移动的散射辐射仪及其遮光方法。具备以下有益效果：
16.1、该一种遮光带全年不移动的散射辐射仪及其遮光方法，通过采用四种不同的计算方法来推导遮光带修正因子式的计算式，四种推导方法所得的计算式进行数值运算，所得的数值结果一样，确保了计算式的准确性。
17.2、该一种遮光带全年不移动的散射辐射仪及其遮光方法，通过可拉伸收缩的遮光带，可以实现全年不移动整体装置的效果，可节省下移动装置的成本，操作更简便，减少失误降低仪器故障率。
附图说明
18.图1为本发明结构原理图一；
19.图2为本发明结构原理图二；
20.图3为本发明结构原理图三；
21.图4为本发明侧视图；
22.图5为本发明主视图；
23.图6为本发明俯视图。
24.其中，1、基座；2、承重柱；3、遮光带；4、固定按钮；5、角度盘；6、支柱；7、反射盘；8、总辐射表；9、收缩槽；10、刻度线。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.实施例一：
27.如图4、5、6所示，本发明实施例介绍一种遮光带全年不移动的散射辐射仪与相应的遮光带修正因子式的计算方法，包括基座1，基座1顶壁中心位置固定安装有承接总辐射仪和反射盘的承重柱2，基座1的两侧位置固定安装有两个支撑遮光带的支柱6，承重柱2上方固定连接有反射盘7，反射盘7上方的中心固定连接有总辐射表8，两个支柱6的顶端固定着遮光带3，遮光带3与支柱6固定处的外侧连接着可固定遮光带不动的固定旋钮4，固定旋钮4连接着可旋转的角度刻盘5。通过转动角度刻盘5带动遮光带3转动与当地纬度相适应的倾角，以实现适应不同纬度时该散射辐射仪的安装。遮光带3上安装有收缩槽9，遮光带3可收缩部分的宽度为北半球所有纬度下实现遮光带全年不移动效果的遮光带宽度的最大值与最小值之差。遮光带3可收缩部分刻有参考收缩量的刻度线10，该功能可实现遮光带全年不需移动的功能同时又减少不必要的天空散射辐射的遮挡，同时剩下移动装置的成本，且全年不需移动，操作更简便，减少失误降低仪器故障率。
28.实施例二：
29.本实施例与实施例一的不同之处在于：所述的遮光带修正因子计算方法包括以下步骤：
30.s1.遮光带宽度选取，在北半球，传感器所处平面的倾斜角可不同，如图1所示，遮光带的几何中心与传感器的中心重合，遮光带垂直于极轴放置；
31.s2.根据遮光带修正因子计算式，在地平坐标系下进行遮光带修正因子积分式推导，在地平坐标系中，当传感器处于倾角为β的倾斜面上时，遮光带初始放置的位置如图2所示；
32.s3.根据遮光带修正因子计算式，在天球坐标系下进行遮光带修正因子积分式推导，在天球坐标系中，当传感器处于倾角为β的倾斜面上时，遮光带初始放置的位置如图3所示。本发明通过采用四种计算方法的遮光带修正因子式的计算式，四种推导方法采用数值软件所得结果一致，确保了计算式的准确性。
33.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种遮光带全年不移动的散射辐射仪及其遮光方法，其特征在于：包括基座(1)，所述基座(1)顶壁中心位置固定安装有承重柱(2)，所述基座(1)的两侧位置固定安装有两个支柱(6)，所述承重柱(2)上方固定连接有反射盘(7)，所述反射盘(7)上方的中心固定连接有总辐射表(8)，两个所述支柱(6)的顶端固定着遮光带(3)，所述遮光带(3)与所述支柱(6)固定处的外侧连接着固定旋钮(4)，所述固定旋钮(4)连接着可旋转的角度刻盘(5)，所述遮光带(3)上安装有收缩槽(9)，所述遮光带(3)可收缩部分刻有参考收缩量的刻度线(10)。2.根据权利要求1所述的一种遮光带全年不移动的散射辐射仪及其遮光方法，其特征在于：所述遮光带(3)与所述支柱(6)固定处的外侧连接着固定旋钮(4)。3.根据权利要求1所述的一种遮光带全年不移动的散射辐射仪及其遮光方法，其特征在于：所述固定旋钮(4)连接着可旋转的角度刻盘(5)。4.根据权利要求1所述的一种遮光带全年不移动的散射辐射仪及其遮光方法，其特征在于：所述遮光方法包括以下步骤：s1.遮光带宽度选取，在北半球，传感器处于水平面上时，遮光带的中心与传感器的中心重合，遮光带垂直于极轴放置；s2.根据遮光带修正因子计算式，进行地平坐标系下的遮光带修正因子积分式推导；s3.天球坐标系下遮光带修正因子积分式推导。

技术总结
本发明提供一种遮光带全年不移动的散射辐射仪及其遮光方法，涉及太阳散射辐射测量技术领域，本发明通过采用四种纯几何的计算方法来计算在各向同性条件下的遮光带修正因子式的计算式，在相同的前提条件下四种推导方法所得的数值结果一样，确保了计算式的准确性，此外在保障遮光带全年不需移动的情形下，遮光带的最小宽度与纬度和倾角有关，为了便于生产，遮光带的最大宽度不小于北半球所有纬度下遮光带全年不需移动所要求的遮光带的最小宽度，同时将遮光带的宽度设计为可拉伸收缩的装置，以保障遮光带全年不需移动的功能同时又减少不必要的天空散射辐射的遮挡。不必要的天空散射辐射的遮挡。不必要的天空散射辐射的遮挡。


技术研发人员：陈子乾 程海莹 孙文红 何开岩
受保护的技术使用者：广西大学
技术研发日：2021.07.19
技术公布日：2021/11/2