[发明专利]一种采集太阳光的光催化反应系统

权利要求书

1.一种采集太阳光的光催化反应系统,其特征在于：主要由采光器、光传导装置、能透射太阳光全光谱光线的透光反应器三部分组成；采光器壳体顶部为全透明防护罩，防护罩下方沿光线前进方向设置由至少一个凸透镜构成的多层采光凸透镜组；采光器壳体上设置太阳辐射测量仪，壳体底部固定在由俯仰主轴和方位主轴连接构成的二自由度支架自由端上，二自由度支架底部方位主轴轴接在基座上；方位主轴与俯仰主轴均各自配置伺服电机，且方位主轴和俯仰主轴均能通过各自伺服电机驱动作跟踪太阳的相对转动；采光凸透镜组采集的太阳光经过光传导装置传输会聚形成的会聚光线指向透光反应器；透光反应器由透光筒体和密封盖组成，透光筒体上设置密封盖，透光筒体内装有反应液，反应液通过光反应器上的反应气体进口和反应气出口、以及反应液进口和反应液出口分别与外界相通；光反应器上还设置温度传感器及压力传感器；温度传感器、压力传感器、太阳辐射测量仪与设置在基座上的数据采集控制箱信号连接，数据采集控制箱与各伺服电机电连接。

2.根据权利要求1所述的光催化反应系统,其特征在于：所述采光凸透镜组的多层凸透镜沿光路方向由上至下分布，且由上至下，首层至少2个凸透镜的会聚焦点落在下方相邻的一层凸透镜上，以此类推，倒数第二层凸透镜的会聚焦点全部落在最下层的凸透镜上；所述光传导装置为柔性光导纤维束，最下层的凸透镜与光导纤维束相耦合；或者所述光传导装置为导光筒，采光凸透镜组最下层的凸透镜下方设置一个凹透镜，该凹透镜与采光凸透镜组共同形成将光线整理为平行光且与导光筒相耦合的凸凹透镜组。

3.根据权利要求2所述的光催化反应系统,其特征在于：所述光传导装置为竖直端固定的柔性光导纤维束，柔性光导纤维束始端固定在采光器壳体上；采光凸透镜组的最下层凸透镜焦点位于光导纤维束始端的接受面上，光导纤维束终端设置有终端透镜组，终端透镜组汇聚并整理的光线指向透光筒体。

4.根据权利要求2所述的光催化反应系统,其特征在于：所述光传导装置为竖直端固定的导光筒；与导光筒相耦合的凸凹透镜组设置在采光器壳体内；与采光器壳体相连接的俯仰主轴和方位主轴均为内壁设置有反射膜的中空筒状，且俯仰主轴和方位主轴的中空筒内光路相通；俯仰主轴内与俯仰主轴轴线成45度角设置一组平行反光镜，方位主轴底部与方位主轴轴线成90度角设置一个凸透镜，其焦点位于导光筒的上端入口内，且当地天文时间正午12点 时，凸透镜的焦点与导光筒的轴线重合；导光筒终端设置有终端透镜组，终端透镜组应使光线再次整理为平行光，射入透光筒体。

5.根据权利要求2-4之一所述的光催化反应系统,其特征在于：所述光传导装置具有至少一个弯头，经终端透镜组整理后的的光线从透光筒体侧壁或底部指向透光筒体内。

6.根据权利要求5所述的光催化反应系统,其特征在于：所述防护罩、凸透镜、凹透镜、光导纤维束、终端透镜组均采用高透过太阳光全光谱的材料制作，反射镜、导光筒内覆的反光膜材料对紫外光、可见光、红外光的吸收或过滤率≤6%。

7.根据权利要求1-4之一或5所述的光催化反应系统,其特征在于：所述数据采集控制箱内设置有电源模块、CPU模块、通讯模块、信号输入模块、信号输出模块、存储模块、安装导轨，各模块通过安装导轨固定在控制箱壳体上；数据采集控制箱侧壁上设置有系统串口、输入输出信号接口、电源接口，箱内通讯模块通过串口与上位PC机通讯；信号输入模块、信号输出模块通过输入输出信号接口分别与太阳辐射测量仪和伺服电机信号连接；电源接口连接外设电源，所述电源采用AC220V电源、或DC24V电源或硅光伏电池电源。

8.根据权利要求1-4之一或5所述的光催化反应系统,其特征在于：透光筒体侧壁上设置有反应液入口，底部设置有反应液出口；密封盖上设置有多个反应气体出口，以及用于将反应气体导管插入透光筒体底部反应液中的反应气入口，温度传感器插入透光筒体反应液中，压力传感器的引压口设置在透光筒体中的气态区。