【摘要】：日照時數(shù)是太陽直接輻照度達到120W/m~2的時間總和,測量日照時數(shù)對農(nóng)林業(yè)、光伏業(yè)、氣象預報等行業(yè)的發(fā)展都具有重要意義。通常采用日照計作為日照時數(shù)的測量工具,現(xiàn)階段國內(nèi)氣象部門普遍采用的暗桶式日照計已經(jīng)不能滿足高精度、智能化的需求。本文在分析當前各種測量原理的日照計優(yōu)缺點基礎上,設計了一種基于總輻射式測量原理的光電式日照計。首先對日照時數(shù)測量系統(tǒng)中總輻射式測量原理進行介紹,針對太陽入射傳感器表面時,由于菲涅爾反射的存在導致接收系統(tǒng)不滿足輻照度余弦定理的問題,設計了聚四氟乙烯漫射體的入射系統(tǒng),有效減小了菲涅爾反射,實現(xiàn)對余弦誤差的修正。通過選取合適的光電傳感器并設計相應的光電轉(zhuǎn)換電路,實現(xiàn)了太陽輻照度信號到電壓信號的采集與處理。其次針對日照計智能化程度不高的問題,本文設計了基于STM32控制器的數(shù)據(jù)分析處理模塊,實現(xiàn)對日照時數(shù)的測量、判斷及累加功能,日照時數(shù)測量系統(tǒng)由存儲模塊、時鐘模塊、通訊模塊、溫控模塊等組成,實現(xiàn)了光電式日照計的智能化數(shù)據(jù)采集處理;針對現(xiàn)有的日照計測量精度不高的問題,本文在分析了總輻射式日照計的主要測量誤差源基礎上,提出了一種減小赤緯角誤差和衰減誤差的修正新方法,使日照時數(shù)單月測量精度有了較大的提高。最后文中對所設計的光電式日照計主要性能指標進行了驗證,實驗結(jié)果表明所設計的光電式日照計最大月累計誤差小于10%,平均無故障工作時間大于8000小時,加熱狀態(tài)下功耗小于15W,非加熱狀態(tài)下功耗小于2W,能夠在-40-60℃溫度范圍、0%-100%的濕度范圍工作,且對降水、灰塵具有一定的防護能力,滿足國家氣象局對光電式日照計的功能需求。
【圖文】：

[1-3]。散射太陽輻射和直接太陽輻射或超過 120 瓦/平方米的各段時間的日照時數(shù)對氣候預測、農(nóng)林業(yè)、光測日照時數(shù)，由于氣候的多變及科技要求，然而現(xiàn)階段國內(nèi)市場還沒有測量原理主要可分為：燒痕法、直始很早，1880 年基于燒痕法的聚焦站，它的原理是太陽直接輻射被玻璃下燒痕,由燒痕可以讀出日照時間。的可比性和均一化，2012 年后國內(nèi)聚焦式日照計結(jié)構(gòu)如圖 1.1 所示。

圖 1.2 暗桶式日照計ar 公司 SD 系列日照計依據(jù)直接，與儀器主軸相垂直的平面上有光器件放置在凹槽下面,當太陽被接通,通過計時器測量日照時 1 秒，，但是需要外加計數(shù)系統(tǒng)圖 1.3 SD6 日照計2-2型太陽自動跟蹤直接式日照計
【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH765.22

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 趙曉莉;苑躍;黃曉龍;鄭麗英;呂結(jié);;溫江站日照計與直接輻射表觀測日照時數(shù)差異分析[J];高原山地氣象研究;2015年04期

2 代中華;趙世軍;高太長;翟東力;;光熱型電測日照計測量仿真研究[J];傳感技術學報;2015年06期

3 呂文華;崇偉;丁蕾;;光電式自動日照計性能比對試驗與分析[J];電子測量與儀器學報;2015年06期

4 劉娜;任芝花;余予;;直接輻射表與日照計觀測日照時數(shù)的差異評估[J];氣象;2015年01期

5 齊月;房世波;周文佐;;近50年來中國地面太陽輻射變化及其空間分布[J];生態(tài)學報;2014年24期

6 錢昊;魏敏祥;解祥富;李秋水;;一種新型日照計的設計[J];現(xiàn)代電子技術;2014年04期

7 洪昌偉;高太長;趙世軍;翟東力;;光熱型電測日照計的研制及初步試驗[J];大氣與環(huán)境光學學報;2013年03期

8 趙世軍;劉西川;高太長;孫學金;;直接輻射式日照計業(yè)務應用關鍵技術分析[J];大氣與環(huán)境光學學報;2011年06期

9 ;Temperature Monitoring System Based on DS18B20[J];Annual Report of China Institute of Atomic Energy;2010年00期

10 趙世軍;劉西川;高太長;;日照計發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析[J];氣象水文海洋儀器;2011年02期

相關會議論文 前1條

1 袁志揚;尹淑嫻;;暗簡式日照計與CSD3日照儀日照觀測的對比分析[A];廣東省氣象學會2012年學術年會論文摘要文集[C];2012年

相關博士學位論文 前3條

1 杜含笑;高性能電源管理類集成電路的關鍵技術研究[D];西安電子科技大學;2016年

2 鄭茹;太陽輻射觀測儀及其標定技術研究[D];長春理工大學;2015年

3 馬金玉;中國地面太陽輻射長期變化特征及短期預報方法研究[D];南京信息工程大學;2011年

相關碩士學位論文 前10條

1 余歡;基于STM32的遠程分布式可編程自動控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D];浙江大學;2016年

2 李欣;基于企業(yè)應用的數(shù)字無線平面調(diào)車系統(tǒng)[D];天津大學;2015年

3 吳琨愉;LED智能光度、色度檢測方法及應用研究[D];華南理工大學;2013年

4 錢昊;直接輻射日照時數(shù)的測量方法研究[D];南京信息工程大學;2013年

5 周江坤;聚光太陽能嵌入式跟蹤控制系統(tǒng)的研究[D];武漢理工大學;2013年

6 趙春霞;我國東南沿海地區(qū)太陽輻射及其影響因子分析[D];南京信息工程大學;2012年

7 車淑平;線性菲涅爾反射系統(tǒng)光學和集熱性能研究[D];山東大學;2012年

8 張文青;基于虛擬儀器的太陽能自動跟蹤系統(tǒng)的研究與設計[D];南京理工大學;2011年

9 王勃;光敏晶體管自動日照計技術研究[D];南京理工大學;2011年

10 馬建偉;基于STM32的空氣動力學數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計[D];西南交通大學;2010年

本文編號：2652029