本發明屬于太陽能集熱設備技術領域，尤其涉及一種太陽能熱水器槽式集熱器智能跟蹤儀。

背景技術：

太陽能槽式集熱器是指利用槽式拋物面聚光鏡將太陽光聚焦到集熱管上產生高溫，加熱管內工質（水、導熱油或者熔融鹽），產生熱量，然后用于發電、制冷空調、采暖、海水淡化等生產和生活領域。

太陽能槽式集熱器是一種將太陽的輻射能轉換為熱能的設備。由于太陽能比較分散，必須設法把它集中起來，所以集熱器是各種利用太陽能裝置的關鍵部分。

太陽能作為一種清潔無污染的能源，開發前景十分廣闊，然而它存在間歇性，光照方向和強度隨時間不斷變化的問題，這就對太陽能的收集和利用裝置提出了更高的要求，目前很多太陽能集熱器排列基本上是固定的不能充分利用太陽能源，集熱量低。槽式太陽能集熱器是利用開口5.76m的拋物面鏡將陽光聚焦成為70mm的光帶。如果不能有良好的跟蹤裝置就會導致集熱裝置效率的下降甚至失效。目前有些產品介紹可以實現拋物面對太陽移動的同步跟蹤，但跟蹤裝置結構復雜、價格昂貴、抗風干擾能力差、不易安裝、可靠性較低，不適合長時間在惡劣環境下工作。

技術實現要素：

本發明是針對以往跟蹤結構的不足，提出了一套新型的跟蹤系統。智能化，全自動化，安裝方便，不易損壞，整個系統智能數據采集分析，配合簡單的機械傳動，減去了復雜的傾角傳感器，接近開關等易損壞的精密傳感器，具有免維護，故障率低等優點。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的，該槽式集熱器智能跟蹤儀包括聚光集熱系統，雙軸傳動系統，光源感應系統，智能控制系統，遠程數據傳輸系統。

所述雙軸傳動系統包括槽式集熱器支架，底座和步進電機，所述的槽式集熱器固定在不銹鋼支架上，支架由齒輪連接第一步進電機，第一步進電機可以使槽式集熱器在東西方向上-145°～145°范圍內旋轉，所述第一步進電機固定于不銹鋼底座上，不銹鋼底座連接于第二步進電機，第二步進電機可以使底座在南北方向上-47～+47°范圍內旋轉，兩個步進電機機構分別作用于東西向、南北向的調整與控制。兩個步進電機實現全方位跟蹤太陽行蹤。

所述光源感應系統包括四個鏡筒感光器，分布集熱器的四個角，所述鏡筒感光器包括凸透鏡，吸光筒和三個光敏原件，所述鏡筒感光器采用五象限光電轉換原理，頂面是凸透鏡，中間是吸光筒，下面是三個排布的光敏原件，分別為居中，東側，北側三個方位，所述光敏原件采用光敏二極管，二極管設計于光電采集電路。

所述智能控制系統，采用stc工業級單片機作為控制核心，所述控制核心單片機接受光源感應系統提供的光源強度信號，驅動鐵電存儲器fm24w256，讀取預存儲的視日軌跡跟蹤公式數據，驅動萬年歷始終芯片ds1302，高精度單線溫度傳感器ds18b20,所述的單片機連接max485通訊芯片，通訊工業級七寸mcgs人機界面觸摸屏。所述的mcgs觸摸屏動態顯示當前設備運行狀態，故障提示，采集的光照強度等數據。所述的通訊芯片可連接個人電腦，安裝mcgs軟件、實現一對多集中管理控制。

所述遠程數據傳輸系統采用濟南有人物聯網技術有限公司的gprs無線通訊模塊，所述gprs無限通訊模塊可以連接手機app軟件，可以聯機以太網。可以實現偏遠山區，人源稀少的草原、荒漠的集熱器設備的通訊，實時通訊，上傳運轉情況，故障報警，集散控制等遠程監控。

優選的，所述集熱器支架設有兩個精密步進電機。

優選的，所述集熱器四個角設有四個鏡筒感光器，所述的鏡筒感光器設有三個光敏二極管，對比光照實現光線精準跟蹤。

優選的，所述的智能控制系統設有工業級低功耗超強抗干擾單片機。

優選的，所述的單片機內編寫有智能控制程序。

優選的，所述控制系統設有鐵電存儲器fm24w256。

優選的，所述控制系統設有萬年歷時鐘芯片。

優選的，所述控制系統設有溫度傳感器。

優選的，所述的單片機連接遠程通訊模塊?？梢詫崿F遠程、集中控制。

本發明的有益效果：

通過單片機采集光照強度對比信號，參考視日軌跡跟蹤公式數據，根據當時季節、時間當前環境溫度，智能控制步進電機驅動電路，從而控制步進電機雙軸傳動系統進行追日跟蹤。

本發明中光敏傳感器安裝方便，不易損壞，整個系統智能數據采集分析，配合簡單的機械傳動，減去了復雜的傾角傳感器，接近開關等易損壞的精密傳感器，具有免維護，故障率低等優點。本發明用全電路雙軸自動跟蹤方式，跟蹤精度高，成本卻很低；

本發明采用四組光電傳感器識別光照強度，根據智能數據記憶，識別陰天及夜晚，智能控制，陰天夜晚自動停止工作，既節省了電能，又減小了機械部分的磨損；

本發明根據萬年歷時鐘，智能判斷傍晚，使跟蹤裝置在傍晚光線變暗時自動返回到初始狀態，便于次日凌晨重新對太陽進行跟蹤；電路簡單，智能穩定。

附圖說明

下面結合附圖詳細說明本發明的實施例

圖1為本發明的外形示意圖

圖2為本發明鏡筒感光器結構實際圖

圖3為本發明鏡筒感光器光敏二極管排布

圖4為本發明鏡筒感光器正對太陽狀態

圖5為本發明鏡筒感光器太陽南移的狀態

圖6為本發明鏡筒感光器太陽西移的狀態

圖中：1、鏡筒感光器2、槽式太陽能集熱器3、不銹鋼支架4、第一步進電機5、南北方向嚙合變速齒輪6、傳動絲杠7、旋轉銷軸8、步進電機29、東西方向變速齒輪10、控制系統箱11、觸摸屏12、支架13、透鏡14、第一光敏二極管15、第二光敏二級管吸光板。

具體實施方式

如圖1所示，鏡筒感光器1及其其他四個鏡筒感光器，接收太陽光照強度信號，對比分析傳輸信號給控制系統10，控制系統10根據采集的信號、視日軌跡跟蹤公式及其當時季節時間控制步進電機8東西方向轉動，步進電機8傳動9減速齒輪控制不銹鋼支架3東西方向轉動，控制系統10控制步進電機4，南北方向轉動，步進電機4轉動帶動，5嚙合齒輪帶動絲杠6螺旋旋轉，從而調節南北方向角度。步進電機4和步進電機8在控制系10的控制下準確的跟蹤太陽軌跡。

如圖2、3、4、5，太陽光經過透鏡13，進入鏡筒中經過折射聚焦，照射到第一光敏二極管14上，第一光敏二極管14經過對光照強度采集記錄，同時控制系統采集第二光敏二極管15的光照強度，如果第二光敏二極管15的光照強度對比第一光敏二極管14差異在一定范圍內，說明太陽向南移動，直到第二光敏二極管15，光照強度大于第一光敏二極管14時，驅動第一步進電機4轉動，同理對東西方向進行控制。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種太陽能熱水器槽式集熱器智能跟蹤儀，屬于太陽能集熱設備技術領域。該槽式集熱器智能跟蹤儀包括聚光集熱系統，雙軸傳動系統，光源感應系統，智能控制系統，遠程數據傳輸系統。通過單片機采集光照強度對比信號，參考視日軌跡跟蹤公式數據，根據當時季節、時間當前環境溫度，智能控制步進電機驅動電路，從而控制步進電機雙軸傳動系統進行追日跟蹤。

技術研發人員：邢作新;錢啟偉;高桐;劉長城
受保護的技術使用者：山東龍光天旭太陽能有限公司
技術研發日：2017.06.16
技術公布日：2017.09.15