專利名稱：太陽自動(dòng)跟蹤角數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種異質(zhì)結(jié)聚光發(fā)電裝置，尤其是一種太陽自動(dòng)跟蹤角數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的太陽跟蹤傳感器，其采集信號(hào)的種類有以下幾種一是采用光敏芯片作為核心器件，接收太陽光的照度，利用象限分析的方法由計(jì)算機(jī)計(jì)算得到太陽的方向角度信息。再有就是圖像法，即根據(jù)太陽所成光斑像在圖像接收屏上的位置反向推算出太陽的方向角度信息，還有其它類別的傳感器與上述兩種基本大同小異。以上傳感器一般只適合低精度的使用環(huán)境下，所得到的數(shù)據(jù)并非是直接測(cè)得，需要經(jīng)過多重計(jì)算后方能得到所需數(shù)據(jù)。在相關(guān)的運(yùn)算過程中，由于計(jì)算誤差的累計(jì)效應(yīng)所產(chǎn)生的更大誤差，加上由此多重計(jì)算產(chǎn)生的不可靠性問題，大大影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定，此外， 云霧天氣也對(duì)測(cè)量產(chǎn)生不利影響。有鑒于此，行業(yè)及專業(yè)上需要有另一套測(cè)量數(shù)據(jù)更直接、 精度相對(duì)高、對(duì)天氣條件依賴更小的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)太陽跟蹤的功能。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種受天氣影響較小、精度相對(duì)高而更加可靠的太陽自動(dòng)跟蹤角數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型太陽自動(dòng)跟蹤角數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)，包括信號(hào)采集裝置、 信號(hào)處理裝置、控制及輸出驅(qū)動(dòng)裝置，其中，信號(hào)采集裝置采集太陽輻射的電磁波作為引導(dǎo)信號(hào)，信號(hào)處理裝置將引導(dǎo)信號(hào)生成方位誤差信號(hào)和俯仰誤差信號(hào)，兩種信號(hào)由工控機(jī)進(jìn)行的技術(shù)處理產(chǎn)生輸出指令，由該指令來驅(qū)動(dòng)光伏或光熱陣列單元的方位及俯仰調(diào)節(jié)裝置跟蹤太陽。進(jìn)一步，所述信號(hào)采集裝置包括四喇叭天線組合結(jié)構(gòu)；所述信號(hào)處理裝置包括相應(yīng)的魔T，混頻器、本機(jī)振蕩器、中頻放大器、相檢波電路單元以及相應(yīng)的波導(dǎo)連接器、饋線設(shè)備；所述控制及輸出驅(qū)動(dòng)裝置包括工控機(jī)裝置、接口裝置、天線控制單元。進(jìn)一步，所述方位誤差信號(hào)和俯仰誤差信號(hào)作為所述四喇叭天線組合結(jié)構(gòu)本身校正的控制指令，對(duì)天線進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。進(jìn)一步，所述四喇叭天線組合結(jié)構(gòu)為四個(gè)電氣結(jié)構(gòu)完全相同的四個(gè)單脈沖喇叭天線結(jié)合而成，上下左右兩排兩列排列成一個(gè)田字形，各自信號(hào)分別用波導(dǎo)管獨(dú)立輸出。進(jìn)一步，所述四喇叭天線組合結(jié)構(gòu)的接收開口部位設(shè)置有機(jī)械接口，用于加裝微波引導(dǎo)前罩。進(jìn)一步，所述魔T為波導(dǎo)信號(hào)處理裝置，四個(gè)端口兩路入兩路出，可對(duì)兩路信號(hào)進(jìn)行強(qiáng)度和相位進(jìn)行的相加相減處理，兩路出分別為和輸出、差輸出。進(jìn)一步，所述四喇叭天線組合結(jié)構(gòu)包括一號(hào)喇叭天線，二號(hào)喇叭天線、三號(hào)喇叭天線和四號(hào)喇叭天線；所述魔T包括一號(hào)魔T、二號(hào)魔T、三號(hào)魔T和四號(hào)魔T ；四個(gè)喇叭天線
3通過所述波導(dǎo)連接器分別與一號(hào)魔T和二號(hào)魔T的四路輸入連接，一號(hào)魔T和二號(hào)魔T的兩路和輸出通過所述波導(dǎo)連接器與三號(hào)魔T的兩路輸入連接，一號(hào)魔T和二號(hào)魔T的兩路差輸出通過所述波導(dǎo)連接器與四號(hào)魔T的兩路輸入連接。進(jìn)一步，所述波導(dǎo)連接器為應(yīng)用波段的波導(dǎo)管，用于設(shè)備間的微波信號(hào)連接，兩端口為一端出一端入。進(jìn)一步，所述混頻器、中頻放大器、本機(jī)振蕩器、相檢波電路單元均為電路單元，分別指兩入一出的信號(hào)混頻器、中頻放大器、本機(jī)振蕩器、兩入一出的相敏檢波器，分別完成頻率混合、中頻信號(hào)放大、本機(jī)振蕩信號(hào)提供、相檢波的功能。進(jìn)一步，所述控制及輸出驅(qū)動(dòng)裝置中，所述工控機(jī)裝置負(fù)責(zé)系統(tǒng)通訊及數(shù)據(jù)處理， 接口裝置負(fù)責(zé)信號(hào)轉(zhuǎn)換，天線控制單元控制所述四喇叭天線組合結(jié)構(gòu)姿態(tài)。本實(shí)用新型通過相對(duì)簡(jiǎn)潔和成熟的電磁波收集路徑設(shè)置，創(chuàng)造一個(gè)信號(hào)直接測(cè)量的必備環(huán)境，對(duì)所采集波段物理量進(jìn)行直接處理并得到相關(guān)參數(shù)。其受天氣影響較小、精度相對(duì)高而更加可靠。具體體現(xiàn)為對(duì)入射陽光進(jìn)行方位、俯仰的即時(shí)跟蹤，采集與太陽方位俯仰直接相關(guān)電磁波信號(hào)進(jìn)行直接比較處理，從而簡(jiǎn)潔、快速、準(zhǔn)確地得出反饋參數(shù)并提供給系統(tǒng)及外界，以此達(dá)到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能。

圖1為系統(tǒng)及部件連接示意圖。
具體實(shí)施方式
下面，參考附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的說明，附圖中示出了本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例。然而，本實(shí)用新型可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實(shí)施例。而是，提供這些實(shí)施例，從而使本實(shí)用新型全面和完整，并將本實(shí)用新型的范圍完全地傳達(dá)給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。為了易于說明，在這里可以使用諸如“上”、“下” “左” “右”等空間相對(duì)術(shù)語，用于說明圖中示出的一個(gè)元件或特征相對(duì)于另一個(gè)元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。 因此，示例性術(shù)語“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位)，這里所用的空間相對(duì)說明可相應(yīng)地解釋。如圖1所示，系統(tǒng)及部件連接順序如下接收信號(hào)段最前端是四喇叭單脈沖式天線整體，由一號(hào)喇叭天線1，二號(hào)喇叭天線2、三號(hào)喇叭天線3、四號(hào)喇叭天線4組合而成，四喇叭天線組合結(jié)構(gòu)的接收開口部位設(shè)置有機(jī)械接口，用于加裝微波弓I導(dǎo)前罩。四個(gè)喇叭天線分別通過第一至第四波導(dǎo)連接器與一號(hào)魔T5和二號(hào)魔T6的四路輸入連接。接下來通過波導(dǎo)連接器，一號(hào)魔T5和二號(hào)魔T6的兩路和輸出接三號(hào)魔T7兩路輸入，一號(hào)魔T5和二號(hào)魔T6的兩路差輸出接四號(hào)魔T8兩路輸入。再下來還是通過波導(dǎo)連接器，將三號(hào)魔T7的和輸出和差輸出分別接到和通道混頻器U和方位差通道混頻器15的輸入；將四號(hào)魔T8的和輸出和差輸出分別接到俯仰差通道混頻器13的輸入和波導(dǎo)終端負(fù)載31。本機(jī)振蕩器17輸出通過并聯(lián)饋線與三個(gè)通道混頻器的輸入相連接。此后，通過饋線三個(gè)通道混頻器的輸出又分別與和通道中頻放大器12、俯仰差通道中頻放大器14和方位差通道中頻放大器16的輸入相連接。而和通道中頻放大器12輸出則通過并聯(lián)饋線與俯仰差通道相檢波器18和方位差通道相檢波器 19的輸入連接，同時(shí)俯仰差通道中頻放大器14和方位差通道中頻放大器16的輸出則通過饋線與各自通道的相檢波器輸入連接。其后由俯仰差通道和方位差通道相檢波器輸出的兩路信號(hào)通過饋線連接到帶有通訊及指令輸出的控制及輸出驅(qū)動(dòng)裝置10。實(shí)現(xiàn)的具體步驟為信號(hào)電路部分共包括四個(gè)環(huán)節(jié)，第一步檢測(cè)采集所跟蹤誤差；第二步誤差信號(hào)放大及處理；第三步判別誤差信號(hào)正負(fù)及數(shù)值；第四步通過電腦系統(tǒng)并根據(jù)信號(hào)極性及數(shù)值計(jì)算修正幅度并通過通訊接口輸出，作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)光伏、光熱跟蹤裝置或天線本身的數(shù)據(jù)來源。工作時(shí)每天工作開始時(shí)由工控機(jī)裝置按照預(yù)置太陽歷程序驅(qū)動(dòng)天線控制單元控制四喇叭單脈沖式天線整體姿態(tài)對(duì)準(zhǔn)太陽。一號(hào)喇叭天線1與二號(hào)喇叭天線2所接受太陽輻射信號(hào)通過波導(dǎo)連接器輸入一號(hào)魔T5，三號(hào)喇叭天線3與四號(hào)喇叭天線4所接受太陽輻射信號(hào)通過波導(dǎo)連接器輸入二號(hào)魔T6。由此兩個(gè)魔T又通過波導(dǎo)連接器輸出四路信號(hào)。一號(hào)魔T5、二號(hào)魔T6各自的和信號(hào)通過波導(dǎo)連接器輸出給三號(hào)魔T7進(jìn)行處理，一號(hào)魔T5、二號(hào)魔T6各自的差信號(hào)通過波導(dǎo)連接器輸出給四號(hào)魔T8進(jìn)行處理。接下來三號(hào)魔T7輸出的差信號(hào)與和信號(hào)分別通過波導(dǎo)連接器輸給和通道混頻器11和方位差通道混頻器15，四號(hào)魔T8的和信號(hào)輸出接波導(dǎo)終端負(fù)載，四號(hào)魔T8輸出的差信號(hào)通過波導(dǎo)連接器輸給俯仰差通道混頻器13，同時(shí)本機(jī)振蕩器17的輸出本振信號(hào)通過同軸電纜并聯(lián)線輸給所有混頻器。上述信號(hào)分別輸入三個(gè)混頻器后經(jīng)過混頻并通過同軸電纜輸入其相應(yīng)的中頻放大器進(jìn)行信號(hào)放大。和通道中頻放大器12的放大信號(hào)經(jīng)同軸電纜并連線和兩個(gè)相檢波器各自輸入的其中一端并聯(lián)，兩個(gè)相檢波器各自的另一端輸入則來自其相應(yīng)的中頻放大器輸出。經(jīng)相敏檢波后，俯仰差通道相檢波器18及方位差通道相檢波器19的輸出信號(hào)經(jīng)信號(hào)線連線傳至控制及輸出驅(qū)動(dòng)裝置。再經(jīng)系統(tǒng)通訊及數(shù)據(jù)處理，天線控制單元控制四喇叭天線組合結(jié)構(gòu)姿態(tài)跟蹤太陽，同時(shí)接口裝置通過數(shù)據(jù)線連線輸出數(shù)據(jù)，完成系統(tǒng)功能。本實(shí)用新型附圖中對(duì)應(yīng)的編號(hào)與名稱如下
編號(hào)名稱編號(hào)名稱編號(hào)名稱編號(hào)名稱1一號(hào)喇叭天線12和通道中頻放大器23第三波導(dǎo)連接器34本機(jī)振蕩器至混頻器同軸電纜并聯(lián)線2二號(hào)喇叭天線13俯仰差通道混頻器24第四波導(dǎo)連接器35同軸電纜連線3三號(hào)喇叭天線14俯仰差通道中頻放大器25第五波導(dǎo)連接器36同軸電纜連線4四號(hào)喇叭天線15方位差通道混頻器26第六波導(dǎo)連接器37同軸電纜連線5一號(hào)魔T16方位差通道中頻放大器27第七波導(dǎo)連接器38同軸電纜連線6二號(hào)魔T17本機(jī)振蕩器28第八波導(dǎo)連接器39同軸電纜并連線7三號(hào)魔T18俯仰差通道相檢波器29第九波導(dǎo)連接器40同軸電纜連線8四號(hào)魔T19方位差通道相檢波器30第十波導(dǎo)連接器41信號(hào)線連線92031波導(dǎo)終端負(fù)載42信號(hào)線連線10輸出驅(qū)動(dòng)裝置21第一波導(dǎo)連接器3243數(shù)據(jù)線連線11和通道混頻器22第二波導(dǎo)連接器33第十一波導(dǎo)連接器44數(shù)據(jù)線連線 其中，所有的波導(dǎo)連接器及電纜線均采用同一型號(hào)、長(zhǎng)度、工藝及廠商所生產(chǎn)，并根據(jù)波導(dǎo)技術(shù)指標(biāo)測(cè)試結(jié)果選擇一致性在限定范圍內(nèi)的連接器。所有混頻器到所有中頻放大器，所有中頻放大器到相敏檢波器的同軸電纜連線及并聯(lián)線均采用同一型號(hào)、長(zhǎng)度、工藝及廠商所生產(chǎn)，并根據(jù)產(chǎn)品指標(biāo)測(cè)試結(jié)果，選擇一致性在限定范圍內(nèi)的電纜。
權(quán)利要求1.太陽自動(dòng)跟蹤角數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括信號(hào)采集裝置、信號(hào)處理裝置、控制及輸出驅(qū)動(dòng)裝置，其中，信號(hào)采集裝置采集太陽輻射的電磁波作為引導(dǎo)信號(hào)，信號(hào)處理裝置將引導(dǎo)信號(hào)生成方位誤差信號(hào)和俯仰誤差信號(hào)，兩種信號(hào)由工控機(jī)進(jìn)行的技術(shù)處理產(chǎn)生輸出指令，由該指令來驅(qū)動(dòng)光伏或光熱陣列單元的方位及俯仰調(diào)節(jié)裝置跟蹤太陽。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽自動(dòng)跟蹤角數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)采集裝置包括四喇叭天線組合結(jié)構(gòu)；所述信號(hào)處理裝置包括相應(yīng)的魔T，混頻器、本機(jī)振蕩器、中頻放大器、相檢波電路單元以及相應(yīng)的波導(dǎo)連接器、饋線設(shè)備；所述控制及輸出驅(qū)動(dòng)裝置包括工控機(jī)裝置、接口裝置、天線控制單元。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽自動(dòng)跟蹤角數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)，其特征在于，所述方位誤差信號(hào)和俯仰誤差信號(hào)作為所述四喇叭天線組合結(jié)構(gòu)本身校正的控制指令，對(duì)天線進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。
4.如權(quán)利要求2所述的太陽自動(dòng)跟蹤角數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)，其特征在于，所述四喇叭天線組合結(jié)構(gòu)為四個(gè)電氣結(jié)構(gòu)完全相同的四個(gè)脈沖喇叭天線結(jié)合而成，上下左右兩排兩列排列成一個(gè)田字形，各自信號(hào)分別用波導(dǎo)管獨(dú)立輸出。
5.如權(quán)利要求4所述的太陽自動(dòng)跟蹤角數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)，其特征在于，所述四喇叭天線組合結(jié)構(gòu)的接收開口部位設(shè)置有機(jī)械接口，用于加裝微波引導(dǎo)前罩。
6.如權(quán)利要求5所述的太陽自動(dòng)跟蹤角數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)，其特征在于，所述魔T為波導(dǎo)信號(hào)處理裝置，四個(gè)端口兩路入兩路出，可對(duì)兩路信號(hào)進(jìn)行強(qiáng)度和相位進(jìn)行的相加相減處理， 兩路輸出分別為和輸出、差輸出。
7.如權(quán)利要求6所述的太陽自動(dòng)跟蹤角數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)，其特征在于，所述四喇叭天線組合結(jié)構(gòu)包括一號(hào)喇叭天線，二號(hào)喇叭天線、三號(hào)喇叭天線和四號(hào)喇叭天線；所述魔T包括一號(hào)魔T、二號(hào)魔T、三號(hào)魔T和四號(hào)魔T ；四個(gè)喇叭天線通過所述波導(dǎo)連接器分別與一號(hào)魔 T和二號(hào)魔T的四路輸入連接，一號(hào)魔T和二號(hào)魔T的兩路和輸出通過所述波導(dǎo)連接器與三號(hào)魔T的兩路輸入連接，一號(hào)魔T和二號(hào)魔T的兩路差輸出通過所述波導(dǎo)連接器與四號(hào)魔 T的兩路輸入連接。
8.如權(quán)利要求7所述的太陽自動(dòng)跟蹤角數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)，其特征在于，所述波導(dǎo)連接器為應(yīng)用波段的波導(dǎo)管，用于設(shè)備間的微波信號(hào)連接，兩端口為一端出一端入。
9.如權(quán)利要求1所述的太陽自動(dòng)跟蹤角數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)，其特征在于，所述混頻器、中頻放大器、本機(jī)振蕩器、相檢波電路單元均為電路單元，分別指兩入一出的信號(hào)混頻器、中頻放大器、本機(jī)振蕩器、兩入一出的相敏檢波器，分別完成頻率混合、中頻信號(hào)放大、本機(jī)振蕩信號(hào)提供、相檢波的功能。
10.如權(quán)利要求1所述的太陽自動(dòng)跟蹤角數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)，其特征在于，所述控制及輸出驅(qū)動(dòng)裝置中，所述工控機(jī)裝置負(fù)責(zé)系統(tǒng)通訊及數(shù)據(jù)處理，接口裝置負(fù)責(zé)信號(hào)轉(zhuǎn)換，天線控制單元控制所述四喇叭天線組合結(jié)構(gòu)姿態(tài)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種太陽自動(dòng)跟蹤角數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)，包括信號(hào)采集裝置、信號(hào)處理裝置、控制及輸出驅(qū)動(dòng)裝置，信號(hào)采集裝置采集太陽輻射的電磁波作為引導(dǎo)信號(hào)，信號(hào)處理裝置將引導(dǎo)信號(hào)生成方位誤差信號(hào)和俯仰誤差信號(hào)，兩種信號(hào)由工控機(jī)進(jìn)行的技術(shù)處理產(chǎn)生輸出指令，由該指令來驅(qū)動(dòng)光伏或光熱陣列單元的方位及俯仰調(diào)節(jié)裝置跟蹤太陽。本實(shí)用新型通過相對(duì)簡(jiǎn)潔和成熟的電磁波收集路徑設(shè)置，對(duì)所采集波段物理量進(jìn)行直接處理并得到相關(guān)參數(shù)。其受天氣影響較小、精度相對(duì)高。通過對(duì)入射陽光進(jìn)行方位、俯仰的即時(shí)跟蹤，采集與太陽方位俯仰直接相關(guān)電磁波信號(hào)進(jìn)行直接比較處理，從而簡(jiǎn)潔、快速、準(zhǔn)確地得出反饋參數(shù)并提供給系統(tǒng)及外界。
文檔編號(hào)G05D3/12GK202196335SQ20112030641
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者劉伯昂, 薛黎明 申請(qǐng)人:中海陽新能源電力股份有限公司