一种槽式太阳能聚光集热器太阳辐射强度测量装置

摘要

本发明公开了一种槽式太阳能聚光集热器太阳辐射强度测量装置，该装置主要由圆弧底盘托架，太阳总辐射测量仪，遮光罩，连杆A，连杆B，太阳直射辐射测量光筒，抱箍等组成。圆弧底盘托架固定到集热管上，太阳总辐射测量仪可测得太阳总辐射；连杆B焊接到圆弧底盘托架，连杆A和连杆B通过螺栓连接，连接处设有槽口可对遮光罩进行左右移动，上下移动和摆动的微调，遮光罩通过螺纹连接到连杆B上，挡住太阳直射辐射，通过正下方的太阳总辐射测量仪，来测得太阳散射辐射；太阳直射辐射仪测量光筒测得太阳直射辐射。本发明自动测量槽式太阳能聚光集热器太阳总辐射强度，太阳散射辐射强度和太阳直射辐射强度，减少了人工操作，成本低，实用性强。

说明书

技术领域

本发明涉及一种槽式太阳能聚光集热器太阳辐射强度测量装置，属于太阳能集热器技术领域。

背景技术

随着传统的化石能源日益枯竭，环境污染日趋严重，人们越来越重视清洁能源的发展，太阳能热发电技术也日益发展起来。其中，槽式太阳能热发电技术是最具商业化前景的热发电技术之一。为了分析槽式太阳能集热器的光热效率，必须对集热器当地的太阳辐射强度进行精确的测量。传统的太阳辐射强度测量站，在测量散射辐射时每过半个小时左右就需要人工调整遮光罩的位置来挡住太阳直辐射，使用极其麻烦。与此同时，全自动追踪太阳的直射辐射仪，每次测量前都需要较零、调整赤纬角、对太阳时来对准太阳，其追踪系统才能追踪太阳，繁琐耗时，极大地增加了研究人员的工作量，而且其追踪精度如果和槽式太阳能集热器追踪精度不一致，其测量结果并不能精确的反映槽式太阳能集热器所接收到的太阳直射辐射。所以研发一种简易高效槽式太阳能聚光集热器太阳辐射强度测量装置刻不容缓。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种槽式太阳能聚光集热器太阳辐射强度测量装置，可实时自动测量槽式太阳能聚光集热器太阳总辐射强度，太阳散射辐射强度和太阳直辐射强度，降低测量成本，减少了人工操作，实用性强，同时本发明装置还可以作为检测槽式太阳能集热器追踪精度的仪器来使用。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种槽式太阳能聚光集热器太阳辐射强度测量装置，其特征在于：包括圆弧底盘托架、太阳总辐射测量仪、遮光罩、连杆A、连杆B、直射辐射仪测量光筒、抱箍，所述圆弧底盘托架的圆弧半径与集热管半径一致，圆弧底盘托架通过抱箍安装在集热管上，圆弧底盘托架用于安装太阳总辐射测量仪和直射辐射仪测量光筒；所述连杆A固定于圆弧底盘托架上，所述连杆B与连杆A活动连接；连杆B相对连杆A可做摆动或平移，直至遮光罩完全挡住下方的一个太阳总辐射测量仪时，由在连杆B和连杆A在连接处的螺栓固定；遮光罩固定于连杆B，且其下表面位于一个太阳总辐射测量仪上方，所述遮光罩用于挡住太阳直射，从而测得太阳散射辐射。

前述的槽式太阳能聚光集热器太阳辐射强度测量装置，连杆B与连杆A的连接处设有槽口，槽口包括第一槽口和第二槽口，第一槽口设置于连杆A上，第二槽口设置于连杆B上，固定件的截面积分别小于第一槽口和第二槽口的截面积，螺栓直径等于或略小于槽口的宽度；连杆A竖直设置，连杆B水平或倾斜设置，连杆A的顶部与连杆B的一端活动连接，连杆B的另一端连接遮光罩；连杆B与连杆A组成L形；遮光罩与连杆B同步移动。

前述的槽式太阳能聚光集热器太阳辐射强度测量装置，所述圆弧底盘托架由铝合金材料制成，有一定的强度和刚度，圆弧底盘托架安装的法线方向与反射镜镜面开口垂直。

前述的槽式太阳能聚光集热器太阳辐射强度测量装置，所述太阳总辐射测量仪为两个，第一太阳总辐射测量仪用于测量太阳总辐射强度，第二太阳总辐射测量仪与遮光罩、连杆A和连杆B组成太阳散射辐射测量模块，用于测量太阳散射辐射；第一太阳总辐射测量仪、第二太阳总辐射测量仪、直射辐射仪测量光筒顺序排列。

前述的槽式太阳能聚光集热器太阳辐射强度测量装置，所述遮光罩由塑料制成，遮光罩直径略大于第二太阳总辐射测量仪直径，从而能挡住太阳光直射辐射，用于测量太阳散射辐射。

前述的槽式太阳能聚光集热器太阳辐射强度测量装置，所述连杆A为铝合金材料，有一定的强度和刚度，连杆A底部焊接到圆弧底盘托架上，连杆A顶部设有所述的第一槽口。

前述的槽式太阳能聚光集热器太阳辐射强度测量装置，所述连杆B为铝合金材料，有一定的强度和刚度，一端开有所述第二槽口并与连杆A之间通过螺栓连接固定，连杆B可以进行左右移动，上下移动和摆动，用于对遮光罩进行微调，另一端设有螺纹孔，用于连接固定遮光罩。

前述的槽式太阳能聚光集热器太阳辐射强度测量装置，所述直射辐射仪测量光筒底部由外螺纹与集热管通过螺纹连接固定；所述槽式太阳能聚光集热器太阳辐射强度测量装置全部安装在集热器有边缘效应的一侧；太阳总辐射测量仪底部通过螺纹固定于圆弧底盘托架。

前述的槽式太阳能聚光集热器太阳辐射强度测量装置，所述抱箍设有密封圈。所述的直射辐射仪测量光筒垂直安装于圆弧底盘托架并实时对准太阳。

前述的槽式太阳能聚光集热器太阳辐射强度测量装置，所述装置自动测量槽式太阳能聚光集热器太阳总辐射强度，太阳散射辐射强度和太阳直射辐射强度。

本发明的装置主要由圆弧底盘托架，太阳总辐射测量仪，遮光罩，连杆A，连杆B，太阳直射辐射测量光筒，抱箍等组成。圆弧底盘托架由抱箍固定到集热管上，太阳总辐射测量仪由底部的螺纹连接到圆弧底盘托架上，可测得太阳总辐射；连杆B焊接到圆弧底盘托架，连杆A和连杆B通过螺栓连接，连接处设有槽口可对遮光罩进行左右移动，上下移动和摆动的微调，遮光罩通过螺纹连接到连杆B上，挡住太阳直射辐射，通过正下方的一个太阳总辐射测量仪，来测得太阳散射辐射；太阳直射辐射仪测量光筒由底部的螺纹连接到圆弧底盘托架上，可测得太阳直射辐射。本发明利用槽式太阳能集热器实时跟踪太阳的特点，可以自动测量槽式太阳能聚光集热器太阳总辐射强度，太阳散射辐射强度和太阳直射辐射强度，减少了人工操作，成本低，实用性强，同时本发明装置还可以作为检测槽式太阳能集热器追踪精度的仪器来使用。

相对于现有技术，本发明的创新点有以下几点：1.利用槽式太阳能集热器实时追踪太阳的特点，将遮光罩和连杆相连安装到圆弧底盘托架上，圆弧底盘托架随着集热管的转动而转动，实时挡住太阳直辐射，完成太阳散射辐射强度的测量；2. 利用槽式太阳能集热器实时追踪太阳的特点，将直射辐射仪的测量光筒垂直安装在圆弧底盘托架上，使得测量光筒实时对准太阳，避免了每次测量前对直射辐射仪较零、调整赤纬角、对太阳时来对准太阳重复繁琐操作；3.利用槽式太阳能集热器实时追踪太阳的特点，本装置可以自动测量槽式太阳能聚光集热器太阳总辐射强度，太阳散射辐射强度和太阳直射辐射强度，根据太阳散射辐射强度+太阳直射辐射强度=太阳总辐射强度的关系，本发明还可以作为检测槽式太阳能集热器的追踪精度的仪器来使用。

附图说明

图1为本发明的槽式太阳能聚光集热器太阳辐射强度测量装置圆弧底盘托架立体图；

图2为本发明的槽式太阳能聚光集热器太阳辐射强度测量装置圆弧底盘托架装配图；

图3为本发明的槽式太阳能聚光集热器太阳辐射强度测量装置安装立体图；

图4为本发明的槽式太阳能聚光集热器太阳辐射强度测量装置安装截面图；

图中：1-圆弧底盘托架，2-太阳总辐射测量仪，3-遮光罩，4-连杆B,5-连杆A,6-直射辐射仪测量光筒，7-抱箍，8-集热管，9-反射镜,10-第一槽口，11-第二槽口，12-螺栓。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1、图2、图3所示，槽式太阳能聚光集热器太阳辐射强度测量装置包括圆弧底盘托架1、太阳总辐射测量仪2、遮光罩3、连杆A4、连杆B5、直射辐射仪测量光筒6、抱箍7等。圆弧底盘托架1通过抱箍7与集热管8紧密连接；圆弧底盘托架1的安装法线方向（即在图4中，安装法线方向为图4中的竖向）垂直于反射镜9镜面开口方向；太阳总辐射测量仪2采用螺纹连接固定到圆弧底盘托架1上；连杆A5与连杆B4通过螺栓连接，连杆A4与连杆B5的槽口可使得遮光罩3可以实现左右移动，上下移动和摆动的微调；遮光罩3的直径略大于太阳总辐射测量仪玻璃罩直径，通过螺纹连接到连杆B4上；直射辐射仪测量光筒6采用螺纹连接垂直固定到圆弧底盘托架1上。

具体地，一种槽式太阳能聚光集热器太阳辐射强度测量装置，包括圆弧底盘托架，遮光罩，连杆A，连杆B，直射辐射仪测量光筒，抱箍。所述圆弧底盘托架其圆弧半径与集热管半径相一致，由抱箍安装在集热管上，用于安装太阳总辐射测量仪和直射辐射仪测量光筒；所述太阳总辐射仪主要用来测量太阳总辐射强度，其底部设有螺纹；所述遮光罩用于挡住太阳直射，从而测得太阳散射辐射；所述连杆A焊接到圆弧底盘托架上，对遮光罩起定位和支撑作用；所述连杆B与连杆A通过螺栓连接，连接处设有槽口，可对遮光罩进行微调；所述直射辐射仪测量光筒与传统的直射辐射仪相比去除了自动跟踪装置，其底部设有螺纹；所述抱箍主要用来将圆弧底盘托架安装固定到集热管上。

所述圆弧底盘托架由铝合金材料制成，有一定的强度和刚度，其圆弧半径与集热管半径相一致，由抱箍安装在集热管上，安装的法线方向与镜面开口垂直。所述太阳总辐射测量仪包含两个，一个用于测量太阳总辐射，另一个与遮光罩，连杆A和连杆B组成太阳散射辐射测量模块，用于测量太阳散射辐射。所述遮光罩由塑料制成，遮光罩直径略大于太阳总辐射测量仪直径，从而能挡住太阳光直射辐射，来测量太阳散射辐射。

所述连杆A为铝合金材料，有一定的强度和刚度，底部焊接到圆弧底盘托架上，顶部设有槽口。

所述连杆B为铝合金材料，有一定的强度和刚度，一端开有槽口与连杆A之间通过螺栓连接固定，连杆B可以进行左右移动，上下移动和摆动，可对遮光罩进行微调，来消除集热器不同的安装方式以及太阳光入射偏角的影响，从而使得遮光罩可以将下面的太阳总辐射仪完全遮住，另一端设有螺纹孔，用于连接固定遮光罩。连杆B与连杆A的连接处设有槽口，第一槽口10设置于连杆A上，第二槽口11设置于连杆B上，螺栓直径等于或略小于槽口的宽度；连杆A竖直设置，连杆B水平或倾斜设置，连杆A的顶部与连杆B的一端活动连接，连杆B的另一端连接遮光罩；连杆B与连杆A组成L形；遮光罩与连杆B同步移动。

所述直射辐射仪测量光筒与传统的直射辐射仪相比去除了自动跟踪装置，底部有外螺纹与集热管通过螺纹连接固定。所述抱箍设有密封圈。所述装置全部安装在集热器有边缘效应的一侧，防止镜面反射光线干扰测量装置。所述装置可以自动测量槽式太阳能聚光集热器太阳总辐射强度，太阳散射辐射强度和太阳直射辐射强度，根据太阳散射辐射强度+太阳直射辐射强度=太阳总辐射强度的关系，本发明还可以作为检测槽式太阳能集热器的追踪精度的仪器来使用。

本发明的工作原理详细分析如下：由于槽式太阳能跟踪装置的存在，集热器镜面始终实时对准太阳，通过抱箍7使得圆弧底盘托架1与集热管8紧密连接，圆弧底盘托架1的安装法线方向与镜面法线方向一致，使得圆弧底盘托架1随着槽式太阳能集热管8的转动实时对准太阳；太阳总辐射测量仪2通过螺纹连接到圆弧底盘托架1上，可实时测量太阳总辐射；连杆A5与连杆B4通过螺栓连接，连接处设有槽口可使得遮光罩3可以实现左右移动，上下移动和摆动的微调，使得遮光罩3能够完全遮挡住正下方的一个太阳总辐射测量仪2，消除安装误差和太阳入射偏角的影响，省去了人工间断调整遮光环位置的繁琐操作，实时自动测量太阳散射辐射强度；而另一个太阳总辐射测量仪始终不被遮光罩遮挡，可以实时测量太阳总辐射强度；直射辐射仪测量光筒6通过螺纹连接到圆弧底盘托架1上，可以检测太阳直射辐射强度，由于圆弧底盘托架1实时对准太阳，省去了自动追踪装置，极大地降低了成本。

以上显示描述了本发明的基本原理、主要特征以及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落进要求保护本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。