[发明专利]一种线性菲涅尔反射镜面形快速检测装置及测量分析方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能光热发电技术领域，特别涉及一种线性菲涅尔反射镜 面形快速检测装置及测量分析方法。

背景技术

太阳能热发电技术是通过聚光器将太阳能聚集起来转化为热能，然后产 生高温高压蒸汽驱动汽轮机发电。线性菲涅尔太阳能聚光热发电技术是目前 太阳能热发电的一种常见的形式，通过多面线性反射镜构成的镜场将太阳能 会聚成线状光斑，然后利用接收器将光能转化为热能，通过导热流体将热能 吸收并传递到换热器。在换热器中导热流体的热量被用于加热水生成水蒸气， 进而利用水蒸气驱动汽轮机做功发电。

在整个菲涅尔式太阳能热发电装置中，聚光镜场是最为关键的组件。镜 场聚光效率直接关系到最终光能到电能的转化效率。典型的菲涅尔反射镜由 多组平面镜构成，每组镜面独立跟踪太阳并将入射光反射到接收器。由于太 阳能热发电技术中对于聚光比的要求以及接收器宽度有限，因此对线状光斑 的宽度提出了一定的要求。为了得到宽度较窄的聚焦光斑，一种解决方法就 是减小单列反射镜的镜面宽度，另一种解决方法是使用带有微小弧度的反射 镜来代替平面镜。线性菲涅尔反射镜需要将入射的太阳光反射聚焦到3-15米 外的线性吸热器上，并且吸热器的开口一般在200-800毫米以内，线性菲涅 尔反射镜的面形精度要求比较高。反射镜要比较平直，不发生扭曲，保证反 射光尽可能的照射到线性吸热器上。因此反射镜安装到框架后，需要对其面 形精度的测量进行检测，确保满足设计要求。目前国内尚没有针对线性菲涅 尔反射镜面形的快速检测方法。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种线性菲涅尔反射镜面形快速检测装置及 测量分析方法，可以实现线性菲涅尔反射面形快速检测及分析，并且移动运 输方便。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种线性菲涅尔反射镜面形快速检测装置，包括靶球移动装置和靶球跟 踪仪；

所述的靶球移动装置包括在线性菲涅尔反射镜面上方的二维滑轨，在二 维滑轨上安装靶球夹持装置，靶球安装于靶球夹持装置内，靶球相对于靶球 夹持装置可进行上下和左右的偏转，靶球保持与待测量的线性菲涅尔反射镜 面相接触；

所述的靶球跟踪仪非接触的跟踪靶球，记录靶球沿线性菲涅尔反射镜面 移动时的轨迹及数据。

所述的靶球夹持装置包括套设在外管里的内管，内管可在外管内自由滑 动，内管的下端连接有带有磁性的靶球座，靶球套设在靶球座内；

外管上设有销钉，内管上端相应的开设有供销钉穿过的通孔，以对内管 限位。

所述的内管与外管之间还套设有弹簧，弹簧的一端与内管弹簧限位装置 相连接，一端与外管弹簧限位装置相连接；弹簧使内管向外弹出伸长，保持 靶球与反射镜面相接触。

所述的靶球座通过转轴与内管相连接，靶球座相对靶球夹持装置可左右 旋转；靶球的两侧被靶球座夹住，并可在靶球座内上下旋转。

所述的二维滑轨包括横向滑轨和纵向滑轨，靶球夹持装置通过连接柱安 装在横向滑轨上，可沿横向滑轨横向移动；横向滑轨安装在纵向滑轨上，带 动靶球夹持装置可沿纵向滑轨纵向移动。

所述的靶球跟踪仪为激光跟踪仪或三坐标测量机；

或者，所述的靶球跟踪仪为光笔测量仪，并将靶球替换为光笔测量仪对 应的可滚动探头。

基于所述的线性菲涅尔反射镜面形快速检测装置的测量分析方法，包括 以下操作：

将待测的反射镜轴线调节至水平状态，然后沿二维滑轨将靶球沿着反射 镜面的纵向及横向分别进行移动，同时靶球跟踪仪跟踪靶球并测量，得到靶 球的准确位置；在靶球移动时，纵向方向至少包括镜面中心和镜面两侧的三 条轨迹，横向轨迹的间距要保证未测位置带来的镜面面形误差在可接受范围 内；

基于靶球沿镜面移动测得的数据，进行以下分析，并对分析结果的精度 进行检查检测反射镜是否符合设计要求：

1)用靶球沿纵向方向移动测得的数据进行平直度分析，检测镜面沿纵向 的水平度；

2)基于靶球沿镜面两侧纵向轨迹移动的测量数据，根据高度偏差和镜面 的宽度计算得到反射镜的偏转角度误差；

3)基于靶球沿镜面横向移动测得的数据，进行反射镜弯曲后的面形精度 分析。