CN104142303B - 灰尘感应器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种灰尘感应器，包括：用于发出单色光照射太阳能电池板灰尘区域的发光单元；用于接收太阳能电池板灰尘区域所反射的光，且阻值随接收的光的强弱相应改变的光敏电阻；与所述光敏电阻相互串联接在电源回路中，用于检测所述电源回路电流变化的电流检测仪；连接电流检测仪，用于根据电流检测仪检测到的电流大小Ii，结合所述电流检测仪能够测量的最大电流值Is，根据公式Ip＝Is‑Ii得到覆盖在所述太阳能电池板灰尘区域的灰尘厚度标称值Ip的处理单元；以及连接处理单元，用于对所述处理单元得到的灰尘厚度标称值Ip进行显示的显示单元；本发明实现了方便有效的检测太阳能电池板表面覆盖的灰尘厚度，便于提醒相关人员执行相应的太阳能电池板清洁工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种灰尘检测装置，具体为一种灰尘感应器。
背景技术
太阳能电池板是通过吸收太阳光、将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置，虽然太阳能电池板在短短几年内市场需求很大，不过太阳能电池的能量转换率低一直是影响其使用和推广的重要因素，除了单晶硅和多晶硅等材料本身的问题是能量转换低的原因，另外一个造成能量转换低的因素则是太阳能电池板蒙受灰尘覆盖，目前已有很多相关应用实例，2004年2月“机遇”号刚开始火星探测任务时，其上面长达1.3米的太阳能电池板每天可以提供900瓦时的电能，然而到2013年6月，随着“机遇”号的太阳能电池板上慢慢沾上火星灰尘，太阳能电池板每天提供的电能降到了500～600瓦时，以至于NASA科学家不得不通过命令，尽量让两台火星车停靠在朝南的斜坡上，使得它们可以接受到更多的太阳光，尽管如此火星车每天提供的电量仍然无法提高。由于这一问题的存在，许多太阳能发电设备在使用一定年限后急需清洁，因为随着时间的积累，灰尘和沙土等落在太阳能电池板上挥之不去，不仅严重影响发电效率，且表面灰尘对太阳能电池组件的开路电压、短路电流和输出功率等特性参数也有很大影响，通过实验结果表明：短路电流会随着灰尘质量的增加而迅速减小，而开路电压减小相对较慢，由此带来的发电量损失可达9％。同时，太阳能电池板表面单位面积内的沙尘数量、沙尘尺度对照射在太阳能电池板表面的光的波长也有很大影响；除此之外，太阳能电池组件在使用过程中，若有一片太阳能电池单独被树叶鸟粪等遮挡，那么单独被遮挡的太阳能电池在强烈阳光照射下就会发热损坏，进而导致整个太阳能电池组件损坏，这就是所谓的热岛效应，这些都会给太阳能电池板造成不可估计的损害。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研制一种能够感应物体表面灰尘厚度的灰尘感应器。
本发明的技术手段如下：
一种灰尘感应器，包括：
用于发出单色光照射太阳能电池板灰尘区域的发光单元；
用于接收太阳能电池板灰尘区域所反射的光，且阻值随接收的光的强弱相应改变的光敏电阻；
与所述光敏电阻相互串联接在电源回路中，用于检测所述电源回路电流变化的电流检测仪；
连接电流检测仪，用于根据电流检测仪检测到的电流大小Ii，结合所述电流检测仪能够测量的最大电流值Is，根据公式Ip＝Is-Ii得到覆盖在所述太阳能电池板灰尘区域的灰尘厚度标称值Ip的处理单元；
以及连接处理单元，用于对所述处理单元得到的灰尘厚度标称值Ip进行显示的显示单元；
进一步地，所述发光单元由环形排列的多个LED单色灯构成；
另外，还包括圆柱外壳；
所述显示单元设置在所述圆柱外壳顶面；
所述发光单元设置在所述圆柱外壳的底面中心处，所述光敏电阻设置在所述圆柱外壳的底面其余部分上；
所述发光单元发出的单色光以一定角度照射太阳能电池板灰尘区域；
另外，还包括：
用于连接外部电源的电源插头，该电源插头利用外部电源为灰尘感应器提供电源；
设置在圆柱外壳侧壁，用于控制所述电源通断的开关；
进一步地，所述电流检测仪为灵敏电流计。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的灰尘感应器，实现了方便有效的检测太阳能电池板表面覆盖的灰尘厚度，进而便于提醒相关人员执行相应的太阳能电池板清洁工作，避免当该灰尘厚度积累到一定程度后所带来的发电量损失，延长了太阳能电池板的使用寿命，有利于太阳能电池板的使用和推广，结构简单、体积适中、操作简便灵活、实用性强、无废弃物排放，十分环保，且对太阳能电池板没有损害。
附图说明
图1是本发明的结构框图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明所述圆柱外壳底面的结构示意图。
图中：1、圆柱外壳，2、开关，3、显示单元，4、电源插头，5、发光单元，6、光敏电阻，7、电流检测仪，8、处理单元。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示的一种灰尘感应器，包括：用于发出单色光照射太阳能电池板灰尘区域的发光单元5；用于接收太阳能电池板灰尘区域所反射的光，且阻值随接收的光的强弱相应改变的光敏电阻6；与所述光敏电阻6相互串联接在电源回路中，用于检测所述电源回路电流变化的电流检测仪7；连接电流检测仪7，用于根据电流检测仪7检测到的电流大小Ii，结合所述电流检测仪7能够测量的最大电流值Is，根据公式Ip＝Is-Ii得到覆盖在所述太阳能电池板灰尘区域的灰尘厚度标称值Ip的处理单元8；以及连接处理单元8，用于对所述处理单元8得到的灰尘厚度标称值Ip进行显示的显示单元3；进一步地，所述发光单元5由环形排列的多个LED单色灯构成；另外，还包括圆柱外壳1；所述显示单元3设置在所述圆柱外壳1顶面；所述发光单元5设置在所述圆柱外壳1的底面中心处，所述光敏电阻6设置在所述圆柱外壳1的底面其余部分上；所述发光单元发出的单色光以一定角度照射太阳能电池板灰尘区域；另外，还包括：用于连接外部电源的电源插头4，该电源插头4利用外部电源为灰尘感应器提供电源；设置在圆柱外壳1侧壁，用于控制所述电源通断的开关2；所述电流检测仪7为灵敏电流计。所述LED单色灯有8个。
使用时，先将本发明所述灰尘感应器接通外部电源，闭合开关，当灰尘感应器在太阳能电池板表面扫描时，发光单元发出的单色光可以为黄光或紫光以一定角度照射太阳能电池板灰尘区域，该一定角度可以取5°，由于灰尘颗粒对光的吸收和散射，随着灰尘厚度的增加则反射到光敏电阻处的光会减少，进一步地，光敏电阻值会增大，光敏电阻所在电源回路通过的电流会减小，电流检测仪对应检测到该电流的相应变化，处理单元根据电流检测仪7检测到的电流大小Ii，结合所述电流检测仪7能够测量的最大电流值Is，根据公式Ip＝Is-Ii得到覆盖在所述太阳能电池板灰尘区域的灰尘厚度标称值Ip，进而实现通过灰尘厚度标称值Ip直观表示覆盖在所述太阳能电池板灰尘区域的灰尘厚度变化，且当灰尘厚度标称值Ip达到一定阈值时，对应执行相应的太阳能电池板清洁工作；所述电流检测仪7可以为灵敏电流计；显示单元3能够对所述处理单元8得到的灰尘厚度标称值Ip进行显示，即针对不同的灰尘厚度对应显示不同的示数。本发明还适用于其它对精度要求比较高的仪器表面灰尘厚度的探测，以检查是否达到清洗要求。
本发明提供的灰尘感应器，实现了方便有效的检测太阳能电池板表面覆盖的灰尘厚度，进而便于提醒相关人员执行相应的太阳能电池板清洁工作，避免当该灰尘厚度积累到一定程度后所带来的发电量损失，延长了太阳能电池板的使用寿命，有利于太阳能电池板的使用和推广，结构简单、体积适中、操作简便灵活、实用性强、无废弃物排放，十分环保，且对太阳能电池板没有损害；另外，所述发光单元设置在所述圆柱外壳的底面中心处，所述光敏电阻设置在所述圆柱外壳的底面其余部分上，利于光敏电阻能够无死角广泛的接收反射的光，增加了反射光的吸收面积。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种灰尘感应器，其特征在于包括：
用于发出单色光照射太阳能电池板灰尘区域的发光单元(5)；
用于接收太阳能电池板灰尘区域所反射的光，且阻值随接收的光的强弱相应改变的光敏电阻(6)；
与所述光敏电阻(6)相互串联接在电源回路中，用于检测所述电源回路电流变化的电流检测仪(7)；
连接电流检测仪(7)，用于根据电流检测仪(7)检测到的电流大小Ii，结合所述电流检测仪(7)能够测量的最大电流值Is，根据公式Ip＝Is-Ii得到覆盖在所述太阳能电池板灰尘区域的灰尘厚度标称值Ip的处理单元(8)；
以及连接处理单元(8)，用于对所述处理单元(8)得到的灰尘厚度标称值Ip进行显示的显示单元(3)。
2.根据权利要求1所述的一种灰尘感应器，其特征在于所述发光单元(5)由环形排列的多个LED单色灯构成。
3.根据权利要求1所述的一种灰尘感应器，其特征在于还包括圆柱外壳(1)；
所述显示单元(3)设置在所述圆柱外壳(1)顶面；
所述发光单元(5)设置在所述圆柱外壳(1)的底面中心处，所述光敏电阻(6)设置在所述圆柱外壳(1)的底面其余部分上。
4.根据权利要求1所述的一种灰尘感应器，其特征在于所述发光单元发出的单色光以一定角度照射太阳能电池板灰尘区域。
5.根据权利要求3所述的一种灰尘感应器，其特征在于还包括：
用于连接外部电源的电源插头(4)，该电源插头(4)利用外部电源为灰尘感应器提供电源；
设置在圆柱外壳(1)侧壁，用于控制所述电源通断的开关(2)。
6.根据权利要求1所述的一种灰尘感应器，其特征在于所述电流检测仪(7)为灵敏电流计。
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