專利名稱：光信號傳感器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種光跟蹤控制裝置。
背景技術：
太陽能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費使用，又無需運輸，
對環境無任何污染。照射在地球上的太陽能非常巨大，大約40分鐘照射在地球上的太陽
能，便足以供全球人類一年能量的消費。正因為如此，世界各國都越來越重視太陽能的開發
利用，也隨之出現了各式各樣的太陽能利用設備，如太陽能集熱、太陽能熱水系統、太陽能
暖房、太陽能發電等。但是上述設備的能量轉換效率一直是普及應用的瓶頸，太陽光跟蹤系
統就是為了有效提高能量轉換效率一種方式，所謂的太陽光跟蹤系統是利用光跟蹤控制器
來追蹤陽光的方向，使得采光裝置能始終對準太陽，從而提高利用太陽能的效率。 為了能夠有效的追蹤陽光，需要對陽光的位置進行正確采樣，現有技術中大多是
利用計算太陽軌跡來完成對陽光的跟蹤的，該種跟蹤方式結構復雜，計算精度不高，達不到
有效追蹤陽光的效果。
發明內容
本發明的目的是提供一種能夠有效地捕捉光信號并可將信號傳遞給后續跟蹤設 備以保證正確調整跟蹤器位置的光信號傳感器。 為了達到上述發明的目的，本發明的技術方案是一種光信號傳感器，它包括用于 捕捉光信號并將光信號轉換為電信號的太陽能電池、用于采集所述電信號的采樣電路，所 述的太陽能電池由第一太陽能電池和第二太陽能電池組成，所述的第一太陽能電池的正極 與第二太陽能電池的負極相電連接，所述的第一太陽能電池的負極與所述的第二太陽能電 池的正極相電連接，所述的采樣電路跨接在所述的第一太陽能電池或第二太陽能電池正負 極之間，當第一太陽能電池受到的光照度強于第二太陽能電池受到的光照度時，第一太陽 能電池產生電壓大于第二太陽能電池產生電壓，且在第一太陽能電池的正極方向產生正電 壓；當第二太陽能電池受到的光照度強于第一太陽能電池受到的光照度時，第二太陽能電 池產生電壓大于第一太陽能電池產生電壓，且在第一太陽能電池的負極方向產生正電壓， 所述的采樣電路用于采樣流經該電路的電流方向作為信號源。 進一步地，所述的采樣電路包括兩個相串聯連接的橋路，其中一個橋路包括正極 與第一太陽能電池正極相電連接的第一二極管、與第一二極管負極相電連接的第一電阻、 負極與第一二極管的正極相電連接的第二二極管，所述的第一二極管與第一電阻相串聯連 接后，再與所述的第二二極管相并聯，另一個橋路包括正極與第一太陽能電池負極相電連 接的第三二極管、與第三二極管負極相電連接的第二電阻、負極與第三二極管的正極相電 連接的第四二極管，所述的第三二極管與第二電阻相串聯后，再與所述的第四二極管相并 聯，當第一太陽能電池的光照強于第二太陽能電池時，第一電阻有電流通過而產生壓降，當 第一太陽能電池的光照弱于第二太陽能電池時，第二電阻有電流通過而產生壓降。
由于上述技術方案的運用，本發明有以下技術優點由于太陽能電池受光照強度 不同，產生的電能大小也將不同，本發明光信號傳感器就是利用上述原理將兩個太陽能電 池的正負極相連接，通過照射到兩個太陽能電池上的光照度差產生的壓差來進行采樣，從 而為跟蹤太陽的控制器提供判斷信號。將兩個太陽能電池互相正負極相接的方式是一種大 膽而創新的設計，因為如果將兩個傳統電池的正負極互相連接，電池將在極短的時間內被 消耗，并會造成電池損毀和電路損毀。但是太陽能電池顛覆了這個傳統。而且由于太陽能 電池的輸出是恒壓或恒流，所以通過本發明光信號傳感器所產生的信號范圍是確定的，保 證了輸出信號的穩定性。又由于采用兩個太陽能光電池進行直接比較，所以相對在產生信 號后再比對兩個信號有更好的穩定性，避免誤差。同時因為太陽能電池的衰減極為緩慢并 有很強的規律性，即使兩個太陽能電池同時衰減也不會影響該信號傳感器的使用，而且整 個光信號傳感器電路簡單，在使用時可減少故障的發生。具有推廣應用價值。
附圖1為本發明光信號傳感器的原理框圖； 附圖2為根據本發明所具體實施的一種光信號傳感器信號取得的電路圖；
附圖3為根據本發明所具體實施的另一種光信號傳感器信號取得的電路圖；
附圖4為本發明光信號傳感器的應用結構圖。
其中1、采樣電路；2、這擋板；3、安裝架；
具體實施例方式
下面將結合附圖對本發明太陽光跟蹤發生器最佳實施方案進行詳細說明
如圖1所示的光信號傳感器，其包括第一太陽能電池E1、第二太陽能電池E2、采樣 電路l，其中第一太陽能電池El的正極與第二太陽能電池E2的負極相電連接，第一太陽能 電池El的負極與第二太陽能電池E2的正極相電連接，所述的第一太陽能電池El可由一個 太陽能電池或多個太陽能電池相串聯組成，第二太陽能電池E2同樣可由一個太陽能電池 或多個太陽能電池相串聯組成。采樣電路1跨接在其中一個太陽能電池的正負極之間，該 采樣電路1用于采樣流經該采樣電路的電流方向。 由于太陽能電池能將太陽輻射能直接轉換成電能，因此，當有光照射到本發明所 設置的兩個太陽能電池El、 E2上時，將分別有電壓產生，當第一太陽能電池El受到的光照 度強于第二太陽能電池E2受到的光照度時，第一太陽能電池El產生電壓大于第二太陽能 電池E2產生電壓，且在第一太陽能電池El的正極方向產生正電壓；當第二太陽能電池E2 受到的光照度強于第一太陽能電池E1受到的光照度時，第二太陽能電池E2產生電壓大于 第一太陽能電池E1產生電壓，且在第一太陽能電池E1的負極方向產生正電壓，當兩個太陽 能電池E1、E2均沒有受到光照或受到的光照度相同時，兩個太陽能電池E1、E2之間無電壓 產生。采樣電路1通過連接在上述兩太陽能電池El、 E2之間，當兩個太陽能電池有光照差 時，與采樣電路1形成通路，從而在采樣電路1上有信號VI、 V2輸出，供后續跟蹤設備使用 以保證正確調整跟蹤器位置。 本發明中，采樣電路1可通過電阻和二極管等電子元件形成的電路實現，圖2所示 的為一種采樣電路，其由兩個相串聯連接的橋路組成，其中一個橋路包括正極與第一太陽
4能電池E1正極相電連接的第一二極管D1、與第一二極管D1負極相電連接的第一電阻R1、負極與第一二極管D1的正極相電連接的第二二極管D2，所述的第一二極管D1與第一電阻Rl相串聯連接后，再與所述的第二二極管D2相并聯，另一個橋路包括正極與第一太陽能電池El負極相電連接的第三二極管D3、與第三二極管D3負極相電連接的第二電阻R2、負極與第三二極管D3的正極相電連接的第四二極管D4，所述的第三二極管D3與第二電阻R2相串聯后，再與所述的第四二極管D4相并聯，當第一太陽能電池E1的光照強于第二太陽能電池E2時，在第一太陽能電池E1產生正電壓，電流依次流過第一二極管D1、第一電阻R1以及第四二極管D4，即第一太陽能電池E 1、第一二極管D1、第一電阻R1、第四二極管D4之間形成通路，這樣，第一電阻R1有電流通過而產生壓降；當第一太陽能電池E1的光照弱于第二太陽能電池E2時，電流依次流過第三二極管D3、第二電阻R2、第二二極管D2，即第三二極管D3、第二電阻R2、第二二極管D2之間形成通路，從而第二電阻R2上有電流通過而產生壓降。 圖3所示的為另一種更簡化的采樣電路，其由兩相并聯的支路組成，第一支路為正極與第一太陽能電池E1正極相電連接的第一二極管Dl'、與第一二極管Dr負極相電連接的第一電阻Rl'，第一電阻Rr的另一端與第一太陽能電池El負極相連接，第二支路為負極與第一太陽能電池E1正極相電連接的第二二極管D2'、與第二二極管D2'正極相電連接的第二電阻R2'，第二電阻R2'的另一端也與第一太陽能電池E1負極相連接，當第一太陽能電池El的光照強于第二太陽能電池E2時，在第一太陽能電池El產生正電壓，電流流過第一二極管Dl'、第一電阻Rl'，即第一太陽能電池El、第一二極管Dl'、第一電阻Rl'之間形成通路，這樣，第一電阻R1'有電流通過而產生壓降；當第一太陽能電池E1的光照弱于第二太陽能電池E2時，電流流過第二二極管D2'、第二電阻R2'，即第二二極管D2'、第二電阻R2'之間形成通路，從而第二電阻R2'上有電流通過而產生壓降。 圖4所示的為本發明光信號傳感器的應用示意簡圖，其中，兩塊太陽能電池E1、E2固定在一安裝架3上，在安裝架1上固定豎立一遮擋板2，且遮擋板2位于兩塊太陽能電池E1、E2之間，由圖可以看出，當無光照或者太陽位于遮擋板2正上方時，兩個太陽能電池E1、E2上均無電能產生，當太陽位于遮擋板2左側或右側時，第一太陽能電池El與第二太陽能電池E2之間將產生光照差，從而在第一太陽能電池El與第二太陽能電池E2之間產生壓差。 本發明光信號傳感器，利用太陽能電池的特性，將兩個太陽能電池的正負極相首
尾連接，并在其中一個太陽能電池正負極之間跨接采樣支路，從而以檢測不同太陽能電池
產生的電流信號，由于太陽能電池的特性，將其正負極首尾連接的方式打破了傳統意義上
的電池連接，我們知道，傳統意義上的電池是一個裝電的容器，如果采用將兩個電池的正負
極互相連接，電池將在極短的時間內被消耗，并會造成電池損毀和電路損毀。但太陽能電池
顛覆了這個傳統，它可以以本發明所保護的方式使用，并能夠保證正常使用。 而且本發明相對有現有技術具有先進性，現有技術中進行太陽信號跟蹤的光感應
元件多采用光敏電阻。由于光敏電阻的阻值范圍是從一個固定的值到無窮大，如果用兩個
光敏電阻比對后的結果作為信號源，在光線好的時候是沒有問題的，但在光線很暗的時候，
當兩個光敏電阻的阻值是無窮大時就無法比對，因為這時的比值可能是l，也可能是無窮
5是額定的電壓。 本發明光信號傳感器主要可用在太陽能發電系統上，由于太陽能電池被光照的時間將低于太陽能發電電池的時間，因此可以認定本發明的光信號傳感器壽命為無窮大，同時，其實現電路簡單，從而可有效防止使用時故障的產生。 上述結合實施例對本發明的技術構思及特點進行了介紹，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容并據以實施，但并不能以此限制本發明的保護范圍。如采樣電路可采用其它變換方式，凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
權利要求
一種光信號傳感器，它包括用于捕捉光信號并將光信號轉換為電信號的太陽能電池、用于采集所述電信號的采樣電路(1)，其特征在于所述的太陽能電池由第一太陽能電池(E1)和第二太陽能電池(E2)組成，所述的第一太陽能電池(E1)的正極與第二太陽能電池(E2)的負極相電連接，所述的第一太陽能電池(E1)的負極與所述的第二太陽能電池(E2)的正極相電連接，所述的采樣電路(1)跨接在所述的第一太陽能電池(E1)或第二太陽能電池(E2)正負極之間，當第一太陽能電池(E1)受到的光照度強于第二太陽能電池(E2)受到的光照度時，第一太陽能電池(E1)產生電壓大于第二太陽能電池(E2)產生電壓，且在第一太陽能電池(E1)的正極方向產生正電壓；當第二太陽能電池(E2)受到的光照度強于第一太陽能電池(E1)受到的光照度時，第二太陽能電池(E2)產生電壓大于第一太陽能電池(E1)產生電壓，且在第一太陽能電池(E1)的負極方向產生正電壓，所述的采樣電路(1)用于采樣流經該電路的電流方向作為信號源。
2. 根據權利要求1所述的光信號傳感器，其特征在于所述的采樣電路(1)包括兩 個相串聯連接的橋路，其中一個橋路包括正極與第一太陽能電池(El)正極相電連接的第 一二極管(Dl)、與第一二極管(Dl)負極相電連接的第一電阻(Rl)、負極與第一二極管(Dl) 的正極相電連接的第二二極管(D2)，所述的第一二極管(Dl)與第一電阻(Rl)相串聯連接 后，再與所述的第二二極管(D2)相并聯，另一個橋路包括正極與第一太陽能電池(El)負極 相電連接的第三二極管(D3)、與第三二極管(D3)負極相電連接的第二電阻(R2)、負極與 第三二極管(D3)的正極相電連接的第四二極管(D4)，所述的第三二極管(D3)與第二電阻 (R2)相串聯后，再與所述的第四二極管(D4)相并聯，當第一太陽能電池(El)的光照強于第 二太陽能電池(E2)時，第一電阻(Rl)有電流通過而產生壓降，當第一太陽能電池(El)的 光照弱于第二太陽能電池(E2)時，第二電阻(R2)有電流通過而產生壓降。
全文摘要
本發明涉及一種光信號傳感器，它包括第一太陽能電池、第二太陽能電池和采樣電路，第一太陽能電池的正極與第二太陽能電池的負極相電連接，第一太陽能電池的負極與所述的第二太陽能電池的正極相電連接，采樣電路跨接在所述的第一太陽能電池或第二太陽能電池正負極之間，當第一太陽能電池受到的光照度強于第二太陽能電池受到的光照度時，第一太陽能電池產生電壓大于第二太陽能電池產生電壓；當第二太陽能電池受到的光照度強于第一太陽能電池受到的光照度時，第二太陽能電池產生電壓大于第一太陽能電池產生電壓，本發明光信號傳感器能夠有效地捕捉光信號并可將信號傳遞給后續跟蹤設備以保證正確調整跟蹤器位置，具有推廣應用價值。
文檔編號G01J1/44GK101776480SQ20101000461
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月11日 優先權日2010年1月11日
發明者王訓恒 申請人:蘇州恒陽新能源科技有限公司