基于二氧化釩的日照強度計的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于二氧化釩的日照強度計，包括入射窗口、散熱片、濾波片、二氧化釩薄膜、數字測量校正電路、輸出接口和殼體，所述入射窗口設置在殼體的頂端，且在殼體內部入射窗口的下方設置散熱片，所述濾波片設置在散熱片的下方，所述二氧化釩薄膜設置在濾波片下方，日照經入射窗口進入后，依次經散熱片和濾波片照射到二氧化釩薄膜，光照經二氧化釩薄膜光-熱-電阻轉換后，所述二氧化釩薄膜的輸出信號經數字測量校正電路處理后，通過輸出接口輸出，所述二氧化釩薄膜、數字測量校正電路和輸出接口均設置在殼體內。以達到低成本、高靈敏且高精度的目的。
【專利說明】基于二氧化釩的日照強度計
【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽輻射能測量領域，具體地，涉及一種基于二氧化釩的日照強度計。
【背景技術】
[0002]太陽輻射量有很大的隨機性，導致光伏電站的發電量受太陽輻射強度變化而起伏不定，受云量、大氣透明度等氣象因素的影響變化幅度明顯。因此，對太陽輻射量的定量檢測與長期監測，積累大量歷史數據，用于太陽資源的評估具有重要的實際應用意義。
[0003]目前使用的熱電型太陽輻射計精度不高，響應時間長，不能很好的滿足太陽能評估的要求；而使用的的光電型傳感器光譜響應隨波長變化較大，很難在較寬的波長范圍內找出光譜響應一致的光電器件。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種基于二氧化釩的日照強度計，以實現低成本、高靈敏且高精度的優點。
[0005]為實現上述目的，本發明采用的技術方案是:
一種基于二氧化釩的日照強度計，包括入射窗口、散熱片、濾波片、二氧化釩薄膜、數字測量校正電路、輸出接口和殼體，所述入射窗口設置在殼體的頂端，且在殼體內部入射窗口的下方設置散熱片，所述濾波片設置在散熱片的下方，所述二氧化釩薄膜設置在濾波片下方，日照經入射窗口進入后，依次經散熱片和濾波片照射到二氧化釩薄膜，光照經二氧化釩薄膜光-熱-電阻轉換后，所述二氧化釩薄膜的輸出信號經數字測量校正電路處理后，通過輸出接口輸出，所述二氧化釩薄膜、數字測量校正電路和輸出接口均設置在殼體內。
[0006]優選的，所述數字測量校正電路包括電阻測量激勵源、模數轉換器、處理器和數模轉換器，所述電阻測量激勵源與二氧化釩薄膜串聯接地從而形成一個回路，所述二氧化釩薄膜的兩端分別與模數轉換器連接，從而將二氧化釩薄膜的電阻值傳輸至模數轉換器，該電阻值經模數轉換器后傳輸至處理器，所述處理器的信號一路傳輸至數模轉換器。
[0007]優選的，所述輸出接口分別與數模轉換器和處理器電連接，將處理器的輸出信號一路轉換為模擬信號輸出，另一路直接輸出數字信號。
[0008]本發明的技術方案具有以下有益效果:
本發明的技術方案，利用二氧化釩的溫度-電阻的相變特性作為日照光度計的傳感器，日照測量范圍位于相變溫度范圍時，具有高靈敏度的特性。利用數字測量校正電路，校正二氧化釩的非線性，提高了日照輻射的測量精度。同時具有數字輸出和模擬輸出接口，具有方便性和通用性的特點。從而達到低成本、高靈敏且高精度的目的。
[0009]下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明實施例所述的基于二氧化釩的日照強度計的結構示意圖； 圖2為本發明實施例所述的數字測量校正電路的電路原理圖；
圖3為二氧化釩的溫度-電阻曲線圖。
[0011]結合附圖，本發明實施例中附圖標記如下:
1-入射窗口 ；2-散熱片；3_濾波片；4_ 二氧化釩薄膜；5_數字測量校正電路；6-輸出接口 ；7-殼體；8_電阻測量激勵源。
【具體實施方式】
[0012]以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0013]如圖1所示，一種基于二氧化釩的日照強度計，包括入射窗口 1、散熱片2、濾波片3、二氧化釩薄膜4、數字測量校正電路5、輸出接口 6和殼體7，入射窗口 I設置在殼體7的頂端，且在殼體7內部入射窗口 I的下方設置散熱片2，濾波片3設置在散熱片2的下方，二氧化釩薄膜4設置在濾波片3下方，日照經入射窗口 I進入后，依次經散熱片2和濾波片3照射到二氧化釩薄膜4，光照經二氧化釩薄膜光-熱-電阻轉換后，二氧化釩薄膜4的輸出信號經數字測量校正電路5處理后，通過輸出接口 6輸出，二氧化釩薄膜4、數字測量校正電路5和輸出接口 6均設置在殼體7內。且輸出接口 6—端露出殼體7。
[0014]如圖2所示，數字測量校正電路包括電阻測量激勵源8、模數轉換器、處理器和數模轉換器，電阻測量激勵源與二氧化釩薄膜串聯接地從而形成一個回路，二氧化釩薄膜的兩端分別與模數轉換器連接，從而將二氧化釩薄膜的電阻值傳輸至模數轉換器，該電阻值經模數轉換器后傳輸至處理器，處理器的信號一路傳輸至數模轉換器。模數轉換器通過對二氧化釩薄膜兩端電壓的采集，并經處理器計算后，得出二氧化釩薄膜的電阻值，而電阻測量激勵源采用恒流源。對二氧化釩薄膜的電阻測量采用四線電阻測量法，消除引線誤差。數字測量校正電路測量二氧化釩薄膜由于光照引起的電阻變化，并根據二氧化釩的溫度-電阻響應曲線，校正二氧化釩的非線性，用于提高日照強度計的測量精度。
[0015]輸出接口分別與數模轉換器和處理器電連接，將處理器的輸出信號一路轉換為模擬信號輸出，另一路直接輸出數字信號。
[0016]太陽光通過入射窗口 I進入，再經過散射片2將不同方向的照射均勻化，再進入濾波片3照射到二氧化錳薄膜4上。日光照射引起二氧化釩薄膜的溫度變化，通過數字測量校正電路，測量二氧化釩的電阻變化，并根據二氧化釩的溫度-電阻響應曲線，校正二氧化釩的非線性，最后通過輸出接口同時輸出數字和模擬信號。通過對日照強度計的結構設計使得正常日照引起二氧化釩薄膜的溫度變化位于圖3中相變溫度范圍，從而使得日照強度計具高靈敏度的特性。
[0017]最后應說明的是:以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種基于二氧化釩的日照強度計，其特征在于，包括入射窗口、散熱片、濾波片、二氧化釩薄膜、數字測量校正電路、輸出接口和殼體，所述入射窗口設置在殼體的頂端，且在殼體內部入射窗口的下方設置散熱片，所述濾波片設置在散熱片的下方，所述二氧化釩薄膜設置在濾波片下方，日照經入射窗口進入后，依次經散熱片和濾波片照射到二氧化釩薄膜，光照經二氧化釩薄膜光-熱-電阻轉換后，所述二氧化釩薄膜的輸出信號經數字測量校正電路處理后，通過輸出接口輸出，所述二氧化釩薄膜、數字測量校正電路和輸出接口均設置在殼體內。
2.根據權利要求1所述的基于二氧化釩的日照強度計，其特征在于，所述數字測量校正電路包括電阻測量激勵源、模數轉換器、處理器和數模轉換器，所述電阻測量激勵源與二氧化釩薄膜串聯接地從而形成一個回路，所述二氧化釩薄膜的兩端分別與模數轉換器連接，從而將二氧化釩薄膜的電阻值傳輸至模數轉換器，該電阻值經模數轉換器后傳輸至處理器，所述處理器的信號一路傳輸至數模轉換器。
3.根據權利要求2所述的基于二氧化釩的日照強度計，其特征在于，所述輸出接口分別與數模轉換器和處理器電連接，將處理器的輸出信號一路轉換為模擬信號輸出，另一路直接輸出數字信號。
【文檔編號】G01J1/42GK104330155SQ201410560543
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月21日 優先權日:2014年10月21日
【發明者】汪寧渤, 路亮, 夏正武, 陟晶, 劉國強, 韓自奮, 冉亮, 夏慧, 賈懷森, 李士強, 姚志宗, 李艷紅, 丁坤, 李曉南, 陳釗, 張超 申請人:國家電網公司, 國網甘肅省電力公司, 甘肅省電力公司風電技術中心, 中國科學院電工研究所
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