一種太陽能槽式聚光鏡拼接角度檢測裝置以及檢測方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能光熱技術領域，特別涉及一種太陽能槽式聚光鏡拼接角度檢測裝置以及檢測方法。
【背景技術】
[0002]太陽能熱發(fā)電被認為是未來能源市場中最有前途的發(fā)電方式之一。根據(jù)聚光形式的不同，太陽能熱發(fā)電通常分為槽式、塔式、碟式和菲涅耳式等，其中槽式太陽能熱發(fā)電的技術最為成熟，在國外已經(jīng)進行了商業(yè)化的實踐。在槽式太陽能熱發(fā)電中，槽式聚光鏡是熱發(fā)電站的關鍵部件，電站的發(fā)電效率很大程度上取決于槽式聚光鏡的聚光效率，所以在電站建設或運行過程中需要保證槽式聚光鏡的面形精度符合設計要求。槽式聚光鏡一般是由子鏡拼接而成，因此在各子鏡靜態(tài)制造誤差已經(jīng)檢測合格后，需要一種快捷有效的檢測裝置對槽式聚光鏡拼接角度誤差進行檢測，從而指導鏡場的裝調(diào)和評估。
[0003]目前，太陽能槽式聚光鏡拼接角度檢測的方法主要有照相法、圖像法等。照相法是先在被測聚光鏡上粘貼標志點，利用相機在不同角度對這些標志點進行成像，通過像點、物點的空間位置關系解得標志點的坐標，并擬合出聚光鏡的三維面形，從而得出各個子鏡的相對傾角。該方法精度很高，但需要在聚光鏡表面粘貼大量標志點，較為繁瑣和耗時，并不適合快速測量。圖像法主要有吸熱管反射法和靶反射法等。它們是通過拍攝吸熱管(或者特殊靶標)經(jīng)被測鏡發(fā)射的圖像，反射圖像會被鏡面面形調(diào)制，經(jīng)過圖像分析就可以得到各子鏡間的拼接角度。圖像法能進行快速的測量，但系統(tǒng)標定和后續(xù)的圖像處理都十分復雜。在具體實踐中人們還用到一些機械的測量方法，如直接用傾角儀測量兩面子鏡的角度，從而指導裝調(diào)。但這種方法要求鏡面曲率不能太大，而且過程繁瑣費時。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的太陽能槽式聚光鏡拼接角度檢測裝置與檢測方法繁瑣、耗時的缺陷，從而提供一種快速、簡便的太陽能槽式聚光鏡拼接角度檢測裝置以及檢測方法。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種太陽能槽式聚光鏡拼接角度檢測裝置，用于對由多面小反射子鏡拼接而成的太陽能槽式聚光鏡檢測拼接角度，包括導軌1、滑動橫梁2、激光器組、擴束鏡5、光屏6、相機9、測量平臺12、計算模塊15以及接收靶17 ;其中，所述激光器組包括測量激光器組4以及基準激光器3 ；
[0006]被測槽式聚光鏡14通過被測鏡支架13安裝在所述測量平臺12上，在所述測量平臺12的兩側(cè)分別安裝有所述導軌I，所述滑動橫梁2安裝在所述導軌I上，其能夠沿被測槽式聚光鏡14的焦線方向滑動，也能繞自身轉(zhuǎn)動；所述光屏6安裝在滑動橫梁2上且放置在被測槽式聚光鏡14的理想焦線處；所述基準激光器3安裝在所述滑動橫梁2上且在所述光屏6的上方；所述測量激光器組4包括多個激光器，這些激光器沿著所述滑動橫梁2 —字排開并固定在所述滑動橫梁2上，在所述測量激光器組4中的各個激光器的下方還安裝有擴束鏡5 ;所述相機9在所述光屏6的附近，它通過相機固定桿10固定在所述滑動橫梁2上，所述相機9的拍攝結(jié)果傳輸?shù)剿鲇嬎隳K15，由所述計算模塊15根據(jù)光斑檢測結(jié)果檢測被測槽式聚光鏡14中各個小反射子鏡的拼接角度誤差；所述接收靶17與所述滑動橫梁2平行且有一定的距離。
[0007]上述技術方案中，所述測量激光器組4中所含激光器的數(shù)目應保證所述被測槽式聚光鏡14中的每個小反射子鏡都至少有一束測試光束。
[0008]上述技術方案中，所述接收靶17與滑動橫梁2的距離為10-100m。
[0009]本發(fā)明還提供了一種基于所述的太陽能槽式聚光鏡拼接角度檢測裝置所實現(xiàn)的檢測方法,包括:
[0010]步驟I)、將被測槽式聚光鏡14安放在太陽能槽式聚光鏡拼接角度檢測裝置上，在被測的槽式聚光鏡14的中心拼接縫隙8處貼上特殊標志點16 ；
[0011]步驟2)、將基準激光器3調(diào)整到與槽式聚光鏡14的光軸平行；
[0012]步驟3)、調(diào)整測量激光器組4中的各個激光器，使其與基準激光器3相平行，從而保證測量激光器組4發(fā)出的光束與被測槽式聚光鏡14的光軸平行；
[0013]步驟4)、測量激光器組4發(fā)出的光束經(jīng)擴束鏡5擴束后入射到被測槽式聚光鏡14上，經(jīng)反射后投射到光屏6上；
[0014]步驟5)、相機9拍攝光屏6上的光斑圖像，并通過數(shù)據(jù)線11將圖像信息傳輸?shù)接嬎隳K15中；
[0015]步驟6)、計算模塊15對光斑圖像信息進行處理，得到光斑圖像的位置，將所得到的光斑圖像位置與光斑圖像的理論位置進行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷被測槽式聚光鏡14的拼接角度誤差是否合格。
[0016]上述技術方案中，所述步驟2)包括:
[0017]調(diào)整被測鏡支架13和光屏6，使得位于光屏6上的準直小孔7和位于被測鏡中心拼接縫隙8處的特殊標志點16的連線正好是被測槽式聚光鏡14的光軸方向，
[0018]然后調(diào)整基準激光器3在滑動橫梁2上的位置和姿態(tài)，使得基準激光器3發(fā)出的光束穿過準直小孔7后正好打在特殊標志點16上。
[0019]上述技術方案中，所述步驟3)包括:
[0020]將滑動橫梁2繞自身轉(zhuǎn)90°，基準激光器3和測量激光器組4發(fā)出的光束投射到接收靶17上；
[0021]調(diào)整所述測量激光器組4的姿態(tài)，使得所述測量激光器組4在接收靶17上的光斑與基準激光器3的光斑排成一條與滑動橫梁2相平行的直線，且各光斑的間距與滑動橫梁2上的各激光器的間距相對應，從而使得所述測量激光器組4與基準激光器3完全平行；
[0022]然后將滑動橫梁2繞自身反轉(zhuǎn)90°調(diào)整到掃描測試姿態(tài)，使得所述測量激光器組4發(fā)出的光束與被測槽式聚光鏡14的光軸平行。
[0023]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0024]1、本發(fā)明的太陽能槽式聚光鏡拼接角度檢測裝置可快速、準確地對太陽能槽式聚光鏡的拼接角度誤差進行檢測。
[0025]2、與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明的檢測方法不僅測量速度快，檢測精度較高，而且系統(tǒng)標定和圖像處理簡單，易于操作。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明的太陽能槽式聚光鏡拼接角度檢測裝置的結(jié)構示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明實施過程中調(diào)整測試光束與被測鏡光軸平行的方法示意圖。
[0028]圖面說明
[0029]I導軌2滑動橫梁3基準激光器
[0030]4測量激光器組 5擴束鏡6光屏
[0031]7準直小孔8被測鏡中心拼接縫隙9相機
[0032]10相機固定桿 11數(shù)據(jù)線12測量平臺
[0033]13被測鏡支架 14被測槽式聚光鏡 15計算模塊
[0034]16標志點17接收靶
【具體實施方式】
[0035]現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
[0036]本發(fā)明中所涉及的槽式聚光鏡14由若干塊O 2塊)小反射子鏡拼接而成，本發(fā)明的檢測裝置能夠?qū)υ摬凼骄酃忡R中各個小反射子鏡的拼接角度是否符合要求進行檢測。
[0037]如圖1所示，本發(fā)明的太陽能槽式聚光鏡拼接角度檢測裝置包括導軌1、滑動橫梁
2、激光器組、擴束鏡5、光屏6、相機9、測量平臺12、計算模塊15以及接收靶17 ;其中，所述激光器組包括測量激光器組4以及基準激光器3 ；
[0038]被測槽式聚光鏡14通過被測鏡支架13安裝在所述測量平臺12上，在所述測量平臺12的兩側(cè)分別安裝有導軌I，所述滑動橫梁2安裝在所述導軌I上，其可沿被測槽式聚光鏡14的焦線方向滑動，也可繞自身轉(zhuǎn)動；所述光屏6安裝在滑動橫梁2上且放置在被測槽式聚光鏡14的理想焦線處；所述基準激光器3安裝在所述滑動橫梁2上且在所述光屏6的上方；所述測量激光器組4包括多個激光器，這些激光器沿著所述滑動橫梁2—字排開并固定在所述滑動橫梁2上，在所述測量激光器組4中的各個激光器的下方還安裝有擴束鏡5 ；所述相機9在所述光屏的附近，它通過相機固定桿10固定在所述滑動橫梁2上，所述相機9的拍攝結(jié)果傳輸?shù)剿鲇嬎隳K15，由所述計算模塊15根據(jù)光斑檢測結(jié)果檢測被測槽式聚光鏡14中各個小反射子鏡的拼接角度誤差；所述接收靶17與所述滑動橫梁2平行且有一定的距離。
[0039]下面對