新型光电式日照计及其修正方法研究

发布时间：2020-05-06 23:21

【摘要】：日照时数是太阳直接辐照度达到120W/m~2的时间总和,测量日照时数对农林业、光伏业、气象预报等行业的发展都具有重要意义。通常采用日照计作为日照时数的测量工具,现阶段国内气象部门普遍采用的暗桶式日照计已经不能满足高精度、智能化的需求。本文在分析当前各种测量原理的日照计优缺点基础上,设计了一种基于总辐射式测量原理的光电式日照计。首先对日照时数测量系统中总辐射式测量原理进行介绍,针对太阳入射传感器表面时,由于菲涅尔反射的存在导致接收系统不满足辐照度余弦定理的问题,设计了聚四氟乙烯漫射体的入射系统,有效减小了菲涅尔反射,实现对余弦误差的修正。通过选取合适的光电传感器并设计相应的光电转换电路,实现了太阳辐照度信号到电压信号的采集与处理。其次针对日照计智能化程度不高的问题,本文设计了基于STM32控制器的数据分析处理模块,实现对日照时数的测量、判断及累加功能,日照时数测量系统由存储模块、时钟模块、通讯模块、温控模块等组成,实现了光电式日照计的智能化数据采集处理;针对现有的日照计测量精度不高的问题,本文在分析了总辐射式日照计的主要测量误差源基础上,提出了一种减小赤纬角误差和衰减误差的修正新方法,使日照时数单月测量精度有了较大的提高。最后文中对所设计的光电式日照计主要性能指标进行了验证,实验结果表明所设计的光电式日照计最大月累计误差小于10%,平均无故障工作时间大于8000小时,加热状态下功耗小于15W,非加热状态下功耗小于2W,能够在-40-60℃温度范围、0%-100%的湿度范围工作,且对降水、灰尘具有一定的防护能力,满足国家气象局对光电式日照计的功能需求。
【图文】：

[1-3]。散射太阳辐射和直接太阳辐射或超过 120 瓦/平方米的各段时间的日照时数对气候预测、农林业、光测日照时数，由于气候的多变及科技要求，然而现阶段国内市场还没有测量原理主要可分为：烧痕法、直始很早，1880 年基于烧痕法的聚焦站，它的原理是太阳直接辐射被玻璃下烧痕,由烧痕可以读出日照时间。的可比性和均一化，2012 年后国内聚焦式日照计结构如图 1.1 所示。

图 1.2 暗桶式日照计ar 公司 SD 系列日照计依据直接，与仪器主轴相垂直的平面上有光器件放置在凹槽下面,当太阳被接通,通过计时器测量日照时 1 秒，，但是需要外加计数系统图 1.3 SD6 日照计2-2型太阳自动跟踪直接式日照计
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH765.22

【参考文献】

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本文编号：2652029