专利名称：高精度太阳光跟踪传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种光传感器，具体地说，尤其涉及一种高精度太阳光跟踪传感器。
背景技术：
随着全球化石能源的日渐枯竭和人类环保意识的逐步增强，以光伏为核心的太阳能发电事业近年来有了快速发展。但光伏电力比传统火电价格高达4-6倍以上，完全市场化运营特别是为普通老百姓所接受还有一定困难。为了解决这一问题，人们不得不把眼光盯向薄膜电池，但薄膜电池光电转换效率相对较低，特别是砷化镓薄膜电池价格昂贵，目前仅在空间领域应用，给光伏产业的大规模发展带来一定制约。而采用砷化镓薄膜电池聚光跟踪发电系统，却能实现光热与光伏的综合利用，并充分降低生产成本、提高转换效率，为光伏产业更大发展开辟新的市场空间。 为了降低光伏电池的发电成本，可采取的有效途径之一就是研发和应用砷化镓薄膜电池聚光发电系统。在获得同样输出功率情况下，可以大大减少所需的砷化钾薄膜电池面积。相当于用比较便宜的普通金属、玻璃材料做成聚光器和支撑系统，来代替部分昂贵的砷化镓薄膜电池。开发具有极高的跟踪精度的聚光跟踪系统，可解决当前没有高精度的太阳光跟踪传感器的难题。
实用新型内容为了解决现有技术中传统的太阳光跟踪传感器不能对天气进行识别，且其输出信号的稳定性和跟踪精度误差较高的缺陷，本实用新型提供了一种高精度太阳光跟踪传感器。本实用新型是通过以下技术方案实现的一种高精度太阳光跟踪传感器，包括遮光壁板、感光器件，感光器件分布在遮光壁板的四周；遮光壁板内设有光学透镜，遮光壁板底部设有控制芯片和CMOS图像传感器。遮光壁板顶部设有滤光板。所述感光器件的数量为四个。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是滤光板可将外界太阳强光降到CMOS图像传感器可以接受的强度，并用光学透镜进行成像；遮光壁板底部设有CMOS图像传感器，利用控制芯片，可对天气进行更准确的识另IJ，对太阳光斑的处理更加容易可靠，结合高性能的控制芯片能够制造出高精度的太阳跟踪传感器；最后，通过控制芯片利用四个感光器件和CMOS图像传感器可将太阳光线信号进行两次修正。先经过安装在遮光壁板外侧的四个感光器件感测周围的光照强度，产生的信号由控制芯片采集，经过控制芯片的可编程运算输出初步的方位角电机和高度角电机的驱动信号完成第一次修正；CMOS图像传感器采集到有用光线信号后，先由控制芯片识别天气情况，在经控制芯片识别为晴天的情况下，待外界光线达到一定的强度后，控制芯片通过太阳光斑在CMOS图像传感器的位置信息计算出有效的驱动信号，控制芯片输出有效的驱动信号，在有效驱动信号输出后，控制芯片会实时继续采集CMOS图像传感器的信号，实时计算，并实时修正输出的驱动信号，直到太阳光斑与CMOS图像传感器上的原点重合，完成二次修正；经过两次修正能够让太阳能跟踪系统精度更高稳定性更强。
图I为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型的俯视图；图3为本实用新型的光路图；·[0016]图4为本实用新型的原理图。在图中，I、感光器件；2、遮光壁板；3、滤光板；4、光学透镜；5、CMOS图像传感器；
6、太阳光。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明一种高精度太阳光跟踪传感器，包括遮光壁板2、感光器件1，遮光壁板2的四周设有四个感光器件I ;遮光壁板2内设有光学透镜4,遮光壁板2顶部设有滤光板3,遮光壁板2底部设有控制芯片和CMOS图像传感器5。本实用新型在使用时，与太阳能跟踪系统配合使用，并安装到太阳能跟踪系统的支架上。感光器件I、控制芯片和CMOS图像传感器5安装在同一块电路板上，并组成本实用新型的传感器系统；遮光壁板2采用不透光材料制作，为CMOS图像传感器5制造一个暗室。本实用新型的工作原理当CMOS图像传感器5捕捉到有用光线信号时太阳光6的入射光线经滤光板3和光学透镜4到达CMOS图像传感器5后，经控制芯片采集信号后进行可编程运算，最后输出驱动信号，与太阳能跟踪系统共同完成对太阳光的跟踪检测；当CMOS图像传感器5没有捕捉到有用光线信号时太阳光6经过四个感光器件I感测周围的光照强度，其信号由控制芯片采集，经过控制芯片的可编程运算后输出初步的方位角电机和高度角电机的驱动信号，待CMOS图像传感器5捕捉到太阳光斑或有用的外界光线信号，控制芯片将对CMOS图像传感器5捕捉到的有用光线信号的数据进行采集和处理。工作时，由于太阳光6入射光线的光路，即经滤光板3和光学透镜4到达CMOS图像传感器5，此光路可以接受入射光线的最大角度是一定的，一旦超过最大角度，外界太阳光6将不能进入到CMOS图像传感器5中；此时，控制芯片采集到的信号为四个感光器件I收集到的光线信号，经过控制芯片进行可编程运算后，将输出初步的方位角电机和高度角电机的驱动信号；待CMOS图像传感器5捕捉到的太阳光6的光线信号时，控制芯片将不再采集四个感光器件I收集到的光线信号，转而采集CMOS图像传感器5捕捉到的光线信号，完成第一次修正，即只要CMOS图像传感器5捕捉到有用光线信号，控制芯片就不再采集四个感光器件I收集到的光线信号。[0024]当CMOS图像传感器5捕捉到有用光线信号后，控制芯片将以此来识别天气情况，如果控制芯片识别为晴天，待太阳光6的入射光线达到一定的强度后，控制芯片通过太阳光斑在CMOS图像传感器5上的位置信息计算出有效的驱动信号，控制芯片将输出有效的驱动信号；在有效驱动信号输出后，控制芯片会继续采集CMOS图像传感器5的信号，实时计算，并随时修正输出的驱动信号，直到太阳光斑与CMOS图像传感器5上的原点重合，完成二次修正。如果经控制芯片识别后发现不是晴天，控制芯片将不输出有效的驱动信号，使太阳能跟踪控制系统的跟踪控制器采用时间控制 模式跟踪。
权利要求1.一种高精度太阳光跟踪传感器，包括遮光壁板(2)、感光器件(1)，感光器件(I)分布在遮光壁板(2 )的四周；其特征在于遮光壁板(2 )内设有光学透镜(4 )，遮光壁板(2 )底部设有控制芯片和CMOS图像传感器(5)。
2.根据权利要求I所述的高精度太阳光跟踪传感器，其特征在于遮光壁板(2)顶部设有滤光板(3)。
3.根据权利要求I或2所述的高精度太阳光跟踪传感器，其特征在于所述感光器件(I)的数量为四个。
专利摘要本实用新型公开了一种高精度太阳光跟踪传感器，其属于一种光传感器。它解决了现有技术中传统的太阳光跟踪传感器不能对天气进行识别，且其输出信号的稳定性和跟踪精度误差较高的缺陷。其主要包括遮光壁板、感光器件，感光器件分布在遮光壁板的四周；遮光壁板内设有光学透镜，遮光壁板底部设有控制芯片和CMOS图像传感器；遮光壁板顶部设有滤光板；所述感光器件的数量为四个。本实用新型主要用于太阳能跟踪控制系统。
文档编号G05D3/12GK202795065SQ20122031342
公开日2013年3月13日 申请日期2012年7月2日 优先权日2012年7月2日
发明者李京安, 任冲, 王士莹 申请人:临沂巨皇新能源科技发展有限公司