[发明专利]一种太阳仰角测定仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳仰角测定的装置，特别涉及一种太阳仰角测定仪。

背景技术

近几年来，太阳能越来越引起人们的关注，一些太阳能产品也逐渐走入了人们的生活中，例如太阳能路灯、太阳能热水、太阳能光伏发电等。然而，涉及到一些与太阳有关参数，比如太阳的仰角、光谱、能量密度等的测量却停留在精密测量研究所内，主要是由于该类精密测量仪器价格高昂，结构复杂，这类仪器的价格对于一些普通研究所和对太阳能利用感兴趣的个人来说，无疑是一个天文数字，低价仪器的缺乏，严重阻碍了太阳能产业的发展。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种太阳仰角测定仪，能够测定太阳仰角，并提供了详细的操作方法，具有结构简单、测量精度较高的特点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种太阳仰角测定仪，包括尺盘1，尺盘1的圆心垂直设置有尺杆2，尺盘1上还设置有水平调节螺母3。

所述尺盘1为直径160mm的圆盘，上面有两条垂直平分的线槽将圆盘分为为4个区域，A区，B区，C区和D区，尺盘1里还包含有一个水泡区域；

所述尺杆2共有四根，分为四个等级，所述长度分别为20mm，50mm，100mm，200mm；

所述尺杆2的顶端光滑；

所述最小分辨率为0.2°，仰角测量范围为14.0°-90.0°。

所述尺杆2等级的选择由太阳仰角不同而决定；当太阳仰角较小时，尺杆在尺盘上的的投影较长，此时，就应选择等级较短的尺杆；反之，当太阳仰角较大时，尺杆在尺盘上的投影较短，为了提高仪器的分辨率，此时应该选择等级较长的尺杆；

尺盘1的各个区域内刻有半径不同的四分之一同心圆，不同半径上的同心圆代表不同的仰角度数，仰角度数刻在同心圆上，当太阳光照射尺杆时，尺杆的投影就会落在4个区域的某一区域上，通过观察投影所在的同心圆，依据同心圆上面的刻有的仰角度数就可以读出具体的太阳仰角度数；水平调节螺母调节尺盘，保证与尺盘水平。

由于尺盘的直径只有160mm，尺杆最低为20mm，根据三角函数关系可以推出，该仪器能够测到的最小太阳仰角为14.0°，最大90.0°，要想增加仰角测量范围，可以采用增大尺盘或者进一步减小尺杆高度。

由于尺盘1进行了分区，有效地减小了尺盘半径，方便携带；采用分区测量，不同分区内同心圆半径各不同，并且采用不同高度的尺杆，提高太阳仰角测量精度；仪器设计成本低且含水平调节螺母，减小人为误差。

附图说明

图1为本发明的原理图。

图2为本发明的主视图。

图3为本发明尺盘的俯视图。

图4为本发明尺盘的立体图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的原理和工作原理作进一步详细说明。

一种太阳仰角测定仪，包括尺盘1，尺盘1的一端垂直设置有尺杆2，尺盘1上还设置有水平调节螺母3。

所述尺盘1为直径160mm的圆盘，上面有两条垂直平分的线槽将圆盘分为为4个区域，A区，B区，C区和D区，尺盘1里还包含有一个水泡区域，在图2中的1A区域。

所述尺杆2共有四根，分为四个等级，所述长度分别为20mm，50mm，100mm，200mm；

所述尺杆2等级的选择由太阳仰角不同而决定；当太阳仰角较小时，尺杆在尺盘上的的投影较长，此时，就应选择等级较短的尺杆；反之，当太阳仰角较大时，尺杆在尺盘上的投影较短，为了提高仪器的分辨率，此时应该选择等级较长的尺杆；

所述尺杆2的顶端光滑；

所述最小分辨率为0.2°，仰角测量范围为14.0°-90.0°。

如图1所示，4为太阳光，5为尺杆在尺盘上的投影，2为尺杆。当太阳照射尺杆2时，在尺盘1上会产生投影，由三角函数关系可知，投影的长度和尺杆高度满足以下关系：

               （1）

=arctan           （2）

其中，H为尺杆高度，L为尺杆在尺盘上的投影长度，投影一端为尺盘圆心，即为太阳的仰角。

由于尺杆的高度为固定值（20mm、50mm、100mm、200mm），只要测出投影的长度就可以得出太阳仰角的大小。