專利名稱：光輻射角度傳感器的檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學檢測儀器領(lǐng)域，具體涉及一種光輻射角度傳感器的檢測儀。
背景技術(shù)：
光是地球生物圈的基本驅(qū)動力，沒有光，植物無法進行光合作用，地球上的生物無法持續(xù)生存。此外，光作為一種特殊的電磁波和自然界的基本物質(zhì)，是天文學、氣象學、太陽能新能源、無損檢測等眾多領(lǐng)域重點研究的對象之一。目前，人們已經(jīng)發(fā)明了一些能夠檢測光輻射角度或輻射方向的傳感器，并大量地在實際工程或物理學研究中使用。例如，太陽能作為能夠解決能源危機、緩解環(huán)境污染的一個最重要可再生能源，被世界各國高度重視。太陽能跟蹤器能夠跟隨太陽的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，從而提高光伏電池的發(fā)電量，其中，雙軸跟蹤方式可以提高光伏電池發(fā)電量的40%，斜單軸可以提高光伏電池發(fā)電量的30%，平單軸可以提高光伏電池發(fā)電量的10-20%。為了提高太陽能跟蹤器的控制精度，很多跟蹤器都使用了能夠測量光入射方向或角度的傳感器。然而，人們忽視了檢測和校正此類傳感器的儀器，導(dǎo)致傳感器生產(chǎn)的質(zhì)量檢測沒有跟上傳感器的發(fā)展。如果存在一種造價低、性能好的專業(yè)光入射方向或角度的傳感器的測量儀器，那么，應(yīng)用此類傳感器的工程設(shè)備或物理儀器的精度與準確度也將得到提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種光輻射角度傳感器的檢測儀。本發(fā)明包括支架、平行光發(fā)生器和定位夾緊機構(gòu)，具體是
支架包括基板、刻度尺和橡膠支腳?；宄砷L條形，基板長條形中線上開有一個通孔， 基板的一端有多個平行凹槽，刻度尺中間位置嵌入基板一端的凹槽，使基板與刻度尺垂直相交形成丁字形結(jié)構(gòu)。基板的另一端設(shè)置有平行光發(fā)生器，3個橡膠支腳分別固定于丁字形支架的3個末端。平行光發(fā)生器包括平行光發(fā)生器殼體、凸透鏡和燈泡。平行光發(fā)生器殼體是內(nèi)部中空的長方體，燈泡安裝在平行光發(fā)生器殼體內(nèi)的一端，平行光發(fā)生器殼體另一端有個通孔，凸透鏡固定在圓形通孔中。定位夾緊機構(gòu)包括第一夾緊滑塊、鎖緊螺母、雙頭螺栓、待測光敏傳感器、導(dǎo)軌、第一鉸接鍵、第一連桿、第二鉸接鍵、旋轉(zhuǎn)底盤、鎖緊旋鈕、定位滑塊、導(dǎo)向軸限位螺母、導(dǎo)向軸、第三鉸接鍵、第二連桿、第四鉸接鍵、第二夾緊滑塊、第二鎖緊螺母、激光束發(fā)生器、導(dǎo)軌鎖緊螺釘。導(dǎo)軌包括長方形基體和鉸鏈連接頭，長方形基體上端開有長方形凹槽貫通兩端， 鉸鏈連接頭設(shè)置在長方形基體面向平行光發(fā)生器的邊緣上，長方形凹槽內(nèi)開有4個沉孔， 導(dǎo)軌面向刻度尺的一個外側(cè)面上設(shè)置激光束發(fā)生器。第一夾緊滑塊和第二夾緊滑塊與導(dǎo)軌滑動配合，第一夾緊滑塊和第二夾緊滑塊面向定位滑塊的側(cè)壁上設(shè)置有鉸鏈連接頭，第一夾緊滑塊和第二夾緊滑塊相對的側(cè)面有限位臺，第一夾緊滑塊和第二夾緊滑塊的四個角上分別開有4個螺栓孔。4個雙頭螺栓貫穿第一夾緊滑塊和第二夾緊滑塊四個角上的4個螺栓孔，4個雙頭螺栓的兩端都用鎖緊螺母固定。待測光敏傳感器置放于第一夾緊滑塊和第二夾緊滑塊之間，固定于第一夾緊滑塊和第二夾緊滑塊相對的限位臺。第一連桿和第二連桿結(jié)構(gòu)相同均為長條形，第一連桿和第二連桿的兩端設(shè)置有螺孔，第一連桿的一端通過第一鉸接鍵與第一夾緊滑塊的鉸鏈連接頭連接，第一連桿的另一端通過第二鉸接鍵與定位滑塊的一端連接；第二連桿的一端通過第四鉸接鍵與第二夾緊滑塊的鉸鏈連接頭連接，第二連桿的另一端通過第三鉸接鍵與定位滑塊的另一端連接。導(dǎo)向軸的一端依次貫穿定位滑塊的中心和導(dǎo)軌上的鉸鏈連接頭，導(dǎo)向軸的另一端與導(dǎo)向軸限位螺母螺紋連接。旋轉(zhuǎn)底盤包括圓形臺面和圓柱形長軸，旋轉(zhuǎn)底盤的圓形臺面開有與導(dǎo)軌長方形凹槽相對應(yīng)的4個沉孔，旋轉(zhuǎn)底盤的圓柱形長軸端穿過基板通孔，并與鎖緊旋鈕螺紋連接，旋轉(zhuǎn)底盤的圓形臺面和導(dǎo)軌長方形凹槽對應(yīng)的4個沉孔通過導(dǎo)軌鎖緊螺釘對應(yīng)固定。本發(fā)明的有益效果(1)填補了光入射角度傳感器檢測校正領(lǐng)域缺乏專業(yè)儀器的現(xiàn)狀；(2)儀器結(jié)構(gòu)簡單、方便可靠、定位精度高、讀數(shù)準確度高；(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計精巧，充分利用了基本光學原理和機械結(jié)構(gòu)原理；(4)儀器造價低。因此，本專利具有推廣應(yīng)用價值。


圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)立體示意圖。圖2為本發(fā)明定位夾緊機構(gòu)正面示意圖。圖3為本發(fā)明定位夾緊機構(gòu)背面示意圖。圖4為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)俯視圖。圖5為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明包括支架、平行光發(fā)生器和定位夾緊機構(gòu)，具體是
平行光發(fā)生器殼體1、燈泡2、凸透鏡3、刻度尺4、基板5、橡膠支腳6、第一夾緊滑塊7、 鎖緊螺母8、雙頭螺栓9、待測光敏傳感器10、導(dǎo)軌11、第一鉸接鍵12、第一連桿13、第二鉸接鍵14、旋轉(zhuǎn)底盤15、鎖緊旋鈕16、定位滑塊17、導(dǎo)向軸限位螺母18、導(dǎo)向軸19、第三鉸接鍵20、第二連桿21、第四鉸接鍵22、第二夾緊滑塊23、第二鎖緊螺母M、激光束發(fā)生器25和導(dǎo)軌鎖緊螺釘26。支架包括基板5、刻度尺4和橡膠支腳6?；?成長條形，基板5長條形中線上開有一個圓形通孔，基板5的一端有多個平行凹槽，能夠與刻度尺在不同的位置配合，得到不同的測量范圍和精度?？潭瘸?中心嵌入基板5 —端的凹槽，基板5與刻度尺4垂直相交形成丁字形結(jié)構(gòu)?；宓牧硪欢嗽O(shè)置有平行光發(fā)生器，3個橡膠支腳6分別固定于丁字形支架的3個末端。平行光發(fā)生器包括平行光發(fā)生器殼體1、凸透鏡3和燈泡2。平行光發(fā)生器殼體
41是內(nèi)部中空的長方體，燈泡2安裝在平行光發(fā)生器殼體1內(nèi)的一端，平行光發(fā)生器殼體1 另一端有個圓形通孔，凸透鏡3固定在圓形通孔中。平行光發(fā)生器能將燈泡2的放射狀光輻射通過凸透鏡3變?yōu)槠叫泄廨椛?。平行光發(fā)生器固定在基板5的一端，并由定位銷定位， 保持光束的軸心與基板5的中心線重合。定位夾緊機構(gòu)包括第一夾緊滑塊7、鎖緊螺母8、雙頭螺栓9、待測光敏傳感器10、 導(dǎo)軌11、第一鉸接鍵12、第一連桿13、第二鉸接鍵14、旋轉(zhuǎn)底盤15、鎖緊旋鈕16、定位滑塊 17、導(dǎo)向軸限位螺母18、導(dǎo)向軸19、第三鉸接鍵20、第二連桿21、第四鉸接鍵22、第二夾緊滑塊23、第二鎖緊螺母M、激光束發(fā)生器25和導(dǎo)軌鎖緊螺釘26。導(dǎo)軌11是一個焊裝結(jié)構(gòu)，包括長方形基體和一個鉸鏈連接頭，長方形基體上端開有長方形凹槽貫通兩端，鉸鏈連接頭焊接在長方形基體上，長方形凹槽內(nèi)開有4個大小相同的沉孔，導(dǎo)軌11面向刻度尺4的一個外側(cè)面上設(shè)置激光束發(fā)生器25。第一夾緊滑塊7和第二夾緊滑塊23與導(dǎo)軌11滑動配合，第一夾緊滑塊7和第二夾緊滑塊23面向定位滑塊17的側(cè)壁上設(shè)置有鉸鏈連接頭，第一夾緊滑塊7和第二夾緊滑塊23相對的側(cè)面有限位臺，第一夾緊滑塊7和第二夾緊滑塊23的四個角上分別開有4個螺栓孔。4個雙頭螺栓9貫穿第一夾緊滑塊7和第二夾緊滑塊23四個角上的4個螺栓孔， 4個雙頭螺栓的兩端都用鎖緊螺母8固定。待測光敏傳感器置10放于第一夾緊滑塊7和第二夾緊滑塊23之間，固定于第一夾緊滑塊7和第二夾緊滑塊23相對的限位臺。第一連桿13和第二連桿21結(jié)構(gòu)相同均為長條形，第一連桿13和第二連桿21的兩端設(shè)置有螺孔，第一連桿13的一端通過第一鉸接鍵12與第一夾緊滑塊7的鉸鏈連接頭連接，第一連桿13的另一端通過第二鉸接鍵14與定位滑塊17的一端連接；第二連桿21的一端通過第四鉸接鍵22與第二夾緊滑塊23的鉸鏈連接頭連接，第二連桿21的另一端通過第三鉸接鍵20與定位滑塊17的另一端連接。導(dǎo)向軸19的一端貫穿定位滑塊17的中心，固定于導(dǎo)軌11上的鉸鏈連接頭，導(dǎo)向軸19的另一端與導(dǎo)向軸限位螺母18螺紋連接。導(dǎo)向軸限位螺母18用于定位滑塊17的限位。旋轉(zhuǎn)底盤15包括圓形臺面和圓柱形長軸，旋轉(zhuǎn)底盤15的圓形臺面開有與導(dǎo)軌11 長方形凹槽相對應(yīng)的4個沉孔，旋轉(zhuǎn)底盤15的圓柱形長軸端穿過基板5的通孔，并與鎖緊旋鈕16螺紋連接，旋轉(zhuǎn)底盤15的圓形臺面和導(dǎo)軌11長方形凹槽對應(yīng)的4個沉孔通過導(dǎo)軌鎖緊螺釘26對應(yīng)固定?？潭瘸咦x數(shù)H，刻度尺到夾緊機構(gòu)軸心距離為D，角度是arctan (H/D)。如圖4、圖5所示，平行光發(fā)生器產(chǎn)生的平行光從基板5 —端的上方朝基板5另外一端輻射并對定位夾緊機構(gòu)中的待測光敏傳感器10進行輻射。定位夾緊機構(gòu)能夠繞其軸心水平旋轉(zhuǎn)，使待測光敏傳感器10與基板5形成一個相對轉(zhuǎn)角 ^輻射角度與值相等。定位夾緊機構(gòu)的激光束發(fā)生器25發(fā)出一道激光束與待測光敏傳感器10的軸線在同一垂直平面內(nèi)，激光束將投射到刻度尺4上。讀出激光在刻度尺4相對于基板5中心線的垂直距離H，測量出刻度尺4到定位夾緊機構(gòu)軸心的垂直距離D。通過現(xiàn)有技術(shù)三角函數(shù)公式arctan (H/D)，計算待測光敏傳感器光入射角度一的實際測量值，比較待測光敏傳感器的實際測量值與待測光敏傳感器10的額定值，方便檢測與校正待測光敏傳感器10額定值的準確度和精度。 本發(fā)明具有精度高、準確度高、造價低、使用方便等特點。這些優(yōu)點得益于多個精巧機構(gòu)的設(shè)計與使用。平行光發(fā)生器僅僅使用了普通凸透鏡3和普通燈泡2，卻能夠利用凸透鏡的工作原理，將放射狀輻射光轉(zhuǎn)換為平行光。定位夾緊機構(gòu)有多個精巧結(jié)構(gòu)組成，每個結(jié)構(gòu)都有特殊功能。使用定位滑塊17與導(dǎo)向軸19保證了第一夾緊滑塊7和第二夾緊滑塊23在定位夾緊機構(gòu)的垂直中心平面兩側(cè)對稱分部，避免了第一夾緊滑塊7和第二夾緊滑塊23的垂直對稱平面偏離定位夾緊機構(gòu)的垂直中心平面。旋轉(zhuǎn)底盤15可以與基板5產(chǎn)生任意角度的相對轉(zhuǎn)動，每一個角度都可以由鎖緊旋鈕16鎖死，避免測量過程中的磕碰產(chǎn)生傳感器接收的光入射角的漂移。與傳感器軸心同一平面的激光束可以投射到遠端的刻度尺4上，將角度^的測量值放大到刻度尺4上的測量值，減少了讀數(shù)誤差。整個機構(gòu)沒有結(jié)合昂貴零件，裝配簡單，使用方法直觀、簡便。
權(quán)利要求
1.光輻射角度傳感器的檢測儀，包括支架、平行光發(fā)生器和定位夾緊機構(gòu)，其特征在于所述的支架包括基板、刻度尺和橡膠支腳；基板成長條形，基板長條形中線上開有一個通孔，基板的一端有多個平行凹槽，刻度尺中間位置嵌入基板一端的凹槽，使基板與刻度尺垂直相交形成丁字形結(jié)構(gòu)；基板的另一端設(shè)置有平行光發(fā)生器，3個橡膠支腳分別固定于丁字形支架的三個末端；所述的平行光發(fā)生器包括平行光發(fā)生器殼體、凸透鏡和燈泡；平行光發(fā)生器殼體是內(nèi)部中空的長方體，燈泡安裝在平行光發(fā)生器殼體內(nèi)的一端，平行光發(fā)生器殼體另一端有個通孔，凸透鏡固定在圓形通孔中；所述的定位夾緊機構(gòu)包括第一夾緊滑塊、第一鎖緊螺母、第一雙頭螺栓、待測光敏傳感器、導(dǎo)軌、第一鉸接鍵、第一連桿、第二鉸接鍵、旋轉(zhuǎn)底盤、鎖緊旋鈕、定位滑塊、導(dǎo)向軸限位螺母、導(dǎo)向軸、第三鉸接鍵、第二連桿、第四鉸接鍵、第二夾緊滑塊、第二鎖緊螺母、激光束發(fā)生器和導(dǎo)軌鎖緊螺釘；導(dǎo)軌包括長方形基體和鉸鏈連接頭，長方形基體上端開有長方形凹槽貫通兩端，鉸鏈連接頭設(shè)置在長方形基體面向平行光發(fā)生器的邊緣上，長方形凹槽內(nèi)開有四個沉孔，導(dǎo)軌面向刻度尺的一個外側(cè)面上設(shè)置激光束發(fā)生器；第一夾緊滑塊和第二夾緊滑塊與導(dǎo)軌滑動配合，第一夾緊滑塊和第二夾緊滑塊面向定位滑塊的側(cè)壁上設(shè)置有鉸鏈連接頭，第一夾緊滑塊和第二夾緊滑塊相對的側(cè)面有限位臺， 第一夾緊滑塊和第二夾緊滑塊的四個角上分別開有四個螺栓孔；四個雙頭螺栓貫穿第一夾緊滑塊和第二夾緊滑塊四個角上的四個螺栓孔，四個雙頭螺栓的兩端都用鎖緊螺母固定； 待測光敏傳感器置放于第一夾緊滑塊和第二夾緊滑塊之間，固定于第一夾緊滑塊和第二夾緊滑塊相對的限位臺；第一連桿和第二連桿結(jié)構(gòu)相同均為長條形，第一連桿和第二連桿的兩端設(shè)置有螺孔， 第一連桿的一端通過第一鉸接鍵與第一夾緊滑塊的鉸鏈連接頭連接，第一連桿的另一端通過第二鉸接鍵與定位滑塊的一端連接；第二連桿的一端通過第四鉸接鍵與第二夾緊滑塊的鉸鏈連接頭連接，第二連桿的另一端通過第三鉸接鍵與定位滑塊的另一端連接；導(dǎo)向軸的一端依次貫穿定位滑塊的中心和導(dǎo)軌上的鉸鏈連接頭，導(dǎo)向軸的另一端與導(dǎo)向軸限位螺母螺紋連接；旋轉(zhuǎn)底盤包括圓形臺面和圓柱形長軸，旋轉(zhuǎn)底盤的圓形臺面開有與導(dǎo)軌長方形凹槽相對應(yīng)的四個沉孔，旋轉(zhuǎn)底盤的圓柱形長軸端穿過基板通孔，并與鎖緊旋鈕螺紋連接，旋轉(zhuǎn)底盤的圓形臺面和導(dǎo)軌長方形凹槽對應(yīng)的四個沉孔通過導(dǎo)軌鎖緊螺釘對應(yīng)固定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光輻射角度傳感器的檢測儀?，F(xiàn)有技術(shù)忽視檢測傳感器的儀器，導(dǎo)致傳感器生產(chǎn)的質(zhì)量檢測沒有跟上傳感器的發(fā)展。本發(fā)明包括支架、平行光發(fā)生器和定位夾緊機構(gòu)，具體包括平行光發(fā)生器殼體、燈泡、凸透鏡、刻度尺、基板、橡膠支腳、第一夾緊滑塊、鎖緊螺母、雙頭螺栓、待測光敏傳感器、導(dǎo)軌、第一鉸接鍵、第一連桿、第二鉸接鍵、旋轉(zhuǎn)底盤、鎖緊旋鈕、定位滑塊、導(dǎo)向軸限位螺母、導(dǎo)向軸、第三鉸接鍵、第二連桿、第四鉸接鍵、第二夾緊滑塊、第二鎖緊螺母、激光束發(fā)生器和導(dǎo)軌鎖緊螺釘。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、方便可靠、定位精度和準確度高，充分利用了基本光學原理和機械結(jié)構(gòu)原理，填補了光入射角度傳感器檢測校正領(lǐng)域缺乏專業(yè)儀器的現(xiàn)狀。
文檔編號G01B21/22GK102322840SQ20111026093
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者劉光宇, 王建中, 薛安克, 賴小平, 鄒洪波 申請人:杭州電子科技大學