一种防尘高灵敏度光电传感器的制造方法
【专利摘要】一种防尘高灵敏度光电传感器，在密封箱和玻璃窗组成的密封空间中安装反光镜组和感光元件。当太阳光由密封箱上的通光孔照射入光电传感器后，经过平面镜组的两次反光，再照射到感光元件上，进行光电感应。本发明的优点是：密封安装设备，可以防止空气中灰尘等杂质污染感光元件；通光孔处涂有吸光涂层，可以防止除太阳光以外的其他物体散射光影响光电检测效果；通过设备内部平面镜组的反射作用，可以大大增加有效入射光程，提高光电传感器的感应灵敏度，进而提高设备的反应速度，结构简单，使用方便。
【专利说明】一种防尘高灵敏度光电传感器
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及太阳能光电跟踪【技术领域】。
【背景技术】
[0002]近年来，太阳能的开发和利用已经成为新型能源研究的重要内容之一。其中太阳能发电是太阳能利用的主要形式。常用的太阳能发电方式有太阳能光伏发电和太阳能热发电，这两种发电方式都需要对太阳的运行轨迹进行跟踪定位，以便提高太阳能的利用率，光电传感器是太阳能自动跟踪系统的重要组成部分之一。
[0003]目前,常用的光电传感器包括隔板式光电传感器、金字塔式光电传感器和光筒式光电传感器。隔板式光电传感器结构简单、造价低、安装方便，但是其传感精度不高，容易受到外界光源或其它物体散射光的影响，运行稳定性较低；金字塔式光电传感器结构简单、造价较低、安装较方便，跟踪精度相对隔板式要高，但它与隔板式相同，也会受到外界光源或其它物体散射光的影响，运行稳定性不高；光筒式光电传感器结构复杂、造价较高、安装配合较复杂，但其解决了隔板式和金字塔式受外界光源和物体散射光影响的问题，一般高精度传感时通常使用光筒式光电传感器。以上三种光电传感器使用于室外环境中时，会受到空气中灰尘的影响，光敏元件被污染后会影响感光效果，缩短设备使用寿命；另外光筒式光电传感器传感方式受到设备自身体积的限制，其光筒不能做的过长，即有效工作光程较短，而光程的长短直接影响到光电传感器的灵敏度。
[0004]关于光电传感器的现有技术和装置中:“太阳跟踪系统”(专利号ZL200710094062.3)公开了一种使用于太阳能板的太阳跟踪系统，该系统将四个光线感测组件分别安置于基材的四个方位，并对应配备有四个套筒，各套筒均具有与基材面成斜面的开口，套装于其对应的光线感测组件上，四个套筒斜面的开口背对基材的旋转中心，该发明基于套筒的斜向开口设计，减少了杂散光线对内部的光线感测组件的影响；“基于PSD的全自动高精度太阳跟踪装置及其跟踪方法”(专利号ZL 200810123085.7)公开了一种基于PSD的全自动高精度太阳跟踪装置，该装置太阳位置传感器由传感底座、带有太阳光入射小孔的盖子、遮光桶、PSD、PSD底座、能够自动调节照射到PSD上光强的光强度自动调节装置和半球形遮挡灰尘和雨水的光路保护罩组成，盖子通过四个螺钉安装在遮光桶上，PSD安装在PSD底座上，PSD底座通过遮光桶内螺纹与遮光桶联结，这种结构设计提高了太阳跟踪装置的精度，同时降低了成本。但以上设备受体积影响，无法设置较长的有效工作光程，设备感光灵敏度受限。
[0005]“太阳跟踪定位装置”(专利号ZL 200710115907.2)公开了一种太阳跟踪定位装置，它包括圆柱体壳，平面增透镜，平面反射镜，光敏电阻网络和机电控制装置，其中在圆柱体壳的一侧端面上开有放置平面增透镜的孔，另一侧端面上设置有平面反射镜，平面增透镜的周围均匀对称分布若干光敏电阻网络，且光敏电阻网络与机电控制装置相连接，该发明在工作时太阳光束通过平面增透镜使入射到平面镜上，然后再反射至光敏电阻网络上，利用反射光线与入射光线的偏移来判断太阳的位置，该设备具有安装简单方便和跟踪精确高的优点；“宽域高灵敏度太阳跟踪传感器”(专利号ZL 200810071374.7)公开了一种宽域高灵敏度太阳跟踪传感器，可用于太阳能集热、采热系统以及太阳能光伏发电系统的太阳方位的实时跟踪。其特征为:包含一对参数相同的光电池、一片双面反光镜片和一个等腰三角形支架，构成一个所述的传感器，两片光电池分别装在等腰三角形支架的两个斜面上，双面反光镜片装在两片光电池外交的平分线上，该设计方法感光精确度较高。但以上设备无法解决散射光对于光敏元件的影响，从而造成设备感光灵敏度受限。
[0006]“基于光电池Y型布局的太阳方位传感器及太阳跟踪装置”(专利号ZL200910035942.2)公开了一种基于光电池Y型布局的太阳方位传感器及太阳跟踪装置，包括用于太阳方位探测的太阳方位传感器，所述太阳方位传感器与用于信号采集的采集系统相连，其特征在于:太阳方位角传感器由三块呈Y型均匀分布在底座上的光电池组成，三块光电池在底座地面上的投影互成120°夹角，该太阳方位传感器设置在云台上，云台与云台控制器相连，云台控制器与计算机相连。本发明实现了无需日历即可对太阳大视场实时、精确的跟踪，跟踪对准精度可达0.1°以上，大大提高了太阳能的转换效率。但该设备为开放性跟踪装置，既无法消除散射光对系统灵敏度的影响，也无防尘装置，长期工作于室外环境中时，设备精度会受灰尘影响累积变差。
[0007]综上所述，目前还没有能够将防尘、消除散射光影响以及增加有效工作光程这三种优点相结合的光电传感器设备。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供既可以防尘、消除散射光影响，又能提高有效工作光程的高灵敏度光电传感器。
[0009]本发明是一种防尘高灵敏度光电传感器，该光电传感器由密封箱1、通光孔2、玻璃窗3、吸光涂层4、平面镜组5和感光元件6组成；其中密封箱I上开有通光孔2 ;吸光涂层4涂在通光孔2的孔壁上；玻璃窗3安装于通光孔2的孔口处，与密封箱I共同构成密闭空间；感光元件6安装于密封箱I内腔上侧壁面上；平面镜组5对称安装于密封箱I内腔下侧壁面上，一端正对通光孔2,另一端正对感光兀件6。
[0010]本发明的有益之处是:该防尘高灵敏度光电传感器在工作时，光线由通光孔进入设备内部，经平面镜组反射之后，照射在光电传感器上。由于设备安装于密封箱内部，因此可以防止空气中的灰尘污染光电传感元件；通光孔壁涂有吸光材料，可以防止散射光对设备感应造成影响；光线经过平面镜组反射可在一定空间体积内大大增加光电传感器有效工作光程，提高设备灵敏度。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]如图1所示，本发明是一种防尘高灵敏度光电传感器，该光电传感器由密封箱1、通光孔2、玻璃窗3、吸光涂层4、平面镜组5和感光元件6组成；其中密封箱I上开有通光孔2 ;吸光涂层4涂在通光孔2的孔壁上；玻璃窗3安装于通光孔2的孔口处，与密封箱I共同构成密闭空间；感光元件6安装于密封箱I内腔上侧壁面上；平面镜组5对称安装于密封箱I内腔下侧壁面上，一端正对通光孔2，另一端正对感光元件6。
[0013]如图1所示，密封箱I与玻璃窗3连接，构成系统的密封安装环境，保证了室外工作时无灰尘进入设备内部，污染感光元件6 ;通光孔2的孔壁上涂有吸光涂层4，可防止除太阳光以外的其他物体反射光射入设备内部，消除散射光线对系统工作的影响；光线由通光孔2进入设备后经过平面镜组5的反射，照射到感光元件6上，在此过程中，平面镜组5的反射使有效入射光程显著增加，这样就可大大提高设备灵敏度，进而提高设备反应速度。
[0014]如图1所不，密封箱I外形为长方体。通光孔2为圆型,玻璃窗3米用耐热玻璃制成。
[0015]如图1所示，依据据设备灵敏度要求，平面镜组5可以由两个平面反光镜组成，或者由多个平面反光镜组成。
【权利要求】
1.一种防尘高灵敏度光电传感器，其特征是:该光电传感器由密封箱(I)、通光孔(2)、玻璃窗(3)、吸光涂层(4)、平面镜组(5)和感光元件(6)组成；其中密封箱(I)上开有通光孔(2 );吸光涂层(4)涂在通光孔(2 )的孔壁上；玻璃窗(3 )安装于通光孔(2 )的孔口处，与密封箱(I)共同构成密闭空间；感光元件(6)安装于密封箱(I)内腔上侧壁面上；平面镜组(5)对称安装于密封箱(I)内腔下侧壁面上，一端正对通光孔(2)，另一端正对感光元件(6)。
2.根据权利要求1所述的防尘高灵敏度光电传感器，其特征是:密封箱(I)外形为长方体。
3.根据权利要求1所述的防尘高灵敏度光电传感器，其特征是:通光孔(2)为圆型，玻璃窗(3)采用耐热玻璃制成。
4.根据权利要求1所述的防尘高灵敏度光电传感器，其特征是:依据设备灵敏度要求，平面镜组(5 )可以由两个平面反光镜组成，或者由多个平面反光镜组成。
【文档编号】G01D5/26GK103438914SQ201310402197
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】王林军, 邵磊, 王玺, 芦士惠, 门静, 张东, 刘伟, 张景文 申请人:兰州理工大学