专利名称：无源光照度传感器的制作方法
技术领域：
无源光照度传感器涉及领域本实用新型涉及一种指示光照度的装置，尤其是能在无外加电源的情况下通过红 外信号发送照度信息。
背景技术：
目前，通常的照度传感器均需要供电线路和测量线路配套使用，即使个别照度计 无需外加电源，但也只能近距离人工观测、读数，不能自动给测控系统提供照度信号、使用 不便。另一方面，目前的照度传感器与控制显示端需要有线连接，且现场供电，对于测点多 且分散、要求实时监控的场合，显然也不能很好的满足要求。
发明内容本实用新型旨在提供一种既无需外供电源，也无内置电化学电池，以红外光波形 式传输信号的测量光照度装置。可在强电磁干扰、高压、高温、高湿度等恶劣环境中长期稳 定的工作。广泛应用于环境检测，植物栽培，育种、太阳能发电定向跟踪，显示器背光亮度控 制，工业自动化等领域。本实用新型设有太阳能电池板、电流转换保护电路、红外发射管和密封外壳装置。 所述的太阳能电池板装置设有一铜制底板与太阳能电池板的背面紧密接触；所述的红外发 射管安装在铜板顶部，与太阳能电池板受光面同侧；电流转换保护电路与红外发射管、太阳 能电池板串接，安装在密封外壳内部。本实用新型是这样实现光照度传感的太阳能电池板既作为传感器的工作电源， 又作为光照度的敏感元件。在光照作用下，太阳能电池板便会产生一定的开路电压和短路 电流(光生伏特效应)，紧贴背面的铜板作为散热器。通过对太阳能电池板类型的选择，以 及外形尺寸的设计，便能获得供红外发射二极管正常工作的电压范围1. 2V 3V，以及适合 的供电电流范围10mA 100mA。光照度强弱经由太阳能电池板转换成电压信号并加载到红 外发射管，使之发出强度随照度变化的红外信号，通过远处的红外摄像机接收，给出设限报 警和照度等级显示。电流转换保护电路作用是将多余的电能储存以提供低照度状态下传感 器的供电，同时是将红外发射管的工作电压钳制在上限值以下。本实用新型的有益效果是适用于检测现场供电受限场合，要求测量信号无线传 输的场合，强电磁干扰环境恶劣的测温场合，测量点多且分散的场合，尤其适合于高温、高 湿监控报警和要求低成本非高精度的照度测量应用，可长期置于户外，免维护。根据初步试 验表明，测量范围1 500001X，若选用较大的储能电容，可降低测量下限。
图1为本实用新型实施例剖视图。图2为本实用新型实施例电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，该装置由封闭的外壳和安装在顶部的太阳能电池板与红外发 射管组成，外形呈立方体结构，尺寸大小由所选择的太阳能电池板的体积决定。本 例的封闭外壳尺寸40mmX 40mmX 10mm,太阳能电池板外形40mmX 40mmX 2mm，散热 铜板尺寸40mmX40mmX3mm，红外发射二极管采用直径5mm的圆柱形，本装置外形为 40mm X 40mm X 15mm 的立方体。参见图1，本装置由太阳能电池板(2)置于散热铜板(1)之上，然后与壳体(7)通 过压边封装，使三者成为一个整体。太阳能电池板与散热铜板间的良好接触，是提高太阳能 电池板效率的关键，整体的良好密封是传感器稳定工作的保证。由太阳能电池板提供的光 生电动势，经保护二极管(4)加载到并联电路两端。并联电路由超级电容(6)、保护热敏电 阻(5)串联于红外发射二极管(3)所组成。超级电容作为储能和稳压装置，热敏电阻对高 温和过电压起限流保护作用，红外发射二极管安装在太阳能电池板受光面，储能超级电容 与红外发射二极管工作回路并联安装在壳体内部。参见图2，太阳能电池板E输出的电压经由保护二极管D，向由保护热电阻RT与红 外发射二极管LED串联支路供电，LED向外发射强度随被测光照度变化的红外信号，LED选 择具有一定耐高温特性、940nm波长大功率发射管，该波长一方面可避开可见光和其他谱线 的干扰，另一方面又可使用普通红外摄像机接收测量信号，替代了使用专用设备作为红外 信号接收仪。适当的选择热电阻RT，使得当照度过高，LED工作电流接近100mA时，RT的阻 值随温度的增加变化同步于太阳能电池板输出电压的变化幅度，以钳制LED工作电压和电 流，起到保护作用。太阳能电池板对LED供电的同时，也对并联的另一条支路充电，将多余的电能存 储到超级电容C内部，在低照度太阳能电池板供电不足时，回馈电路使用。同时，电容C还 对供电起稳压作用。无源光照度传感器外部由太阳能电池板、壳体和安装在顶部的红外管 组成，外形呈立方体结构，整体作密封防水处理，尺寸大小由所选择的太阳能电池板和超级 电容的尺寸决定。以下给出图2中器件的型号与参数 太阳能电池板E 单晶硅，尺寸4(kimX4(kmX2匪 红外发射 LED :TL-10-350IR-940 保护二极管 D :XBS013S15R-G 超级电容 C :K0RCHIP, 3. 3/30F 保护热敏 RTO -.2.5Q (25V )，型号是 B59940C0080A070
权利要求1.一种无源光照度传感器，其特征是太阳能电池板作为传感器的工作电源和敏感元 件，超级电容作为储能和稳压装置，热敏电阻对高温和过电压起限流保护作用。
2.根据权利要求1所述的无源光照度传感器，其特征是太阳能电池板与散热铜板紧 密接触，红外发射二极管安装在太阳能电池板受光面，储能超级电容与红外发射二极管工 作回路并联安装在壳体内部。
3.根据权利要求1所述的无源光照度传感器，其特征是无源光照度传感器外部由太 阳能电池板、壳体和安装在顶部的红外管组成，外形呈立方体结构，整体作密封防水处理， 尺寸大小由所选择的太阳能电池板和超级电容的尺寸决定。
专利摘要一种无源光照度传感器，涉及一种直接利用太阳能发电结合红外转换的测光装置。提供一种无需现场供电，将光照信号转换成红外信号的光照度传感器，设有太阳能电池板发电和检测装置、储能与稳压装置、保护热电阻、红外发射管和散热装置。太阳能发电与检测装置由太阳能电池板加散热铜板组成，散热铜板与壳体密封连接，太阳能电池板顶部设有电光转换红外发射管。储能稳压和热保护电阻设置在壳体内部，太阳能电池板与储能电容间设置保护二极管。可推广应用到国民经济的各个领域，如环境监控，分散多点照度监控，农作物栽培管理等。
文档编号G01J1/42GK201780163SQ201020041158
公开日2011年3月30日 申请日期2010年1月13日 优先权日2010年1月13日
发明者常瑞, 徐启, 曹文思, 王亭岭, 谭联, 郭恒, 陈建明 申请人:陈建明;王亭岭;徐启;谭联;郭恒;曹文思;常瑞