[發(fā)明專利]太陽能拋物面聚光焦斑測試裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910176754.1
• 申請日: 2009-09-21
• 公開（公告）號: CN102023083A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張建城
• 申請（專利權(quán)）人: 張建城;北京中航空港通用設(shè)備有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽能拋物面聚光焦斑測試裝置，該裝置充分利用半導體激光器產(chǎn)生的直線光束，通過拋物面鏡體反射測試聚光焦斑，其裝置簡單，方法易行，廣泛適用于各種拋物面聚光裝置。屬太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

建立太陽能聚光裝置是實現(xiàn)太陽能利用的基本技術(shù)手段，特別是在太陽能拋物面槽式太陽能聚光發(fā)電裝置中，主要借助拋物面聚光裝置實現(xiàn)聚焦并完成光熱轉(zhuǎn)換。拋物面聚焦屬于線聚焦，同時也屬于鏡像聚焦，要求聚光裝置成像清晰，鏡像焦斑成為一條聚光直線，能夠最大限度聚集光能，只有這樣才能保證光熱轉(zhuǎn)換效率最大化。但是，由于在鏡體加工制作、安裝、桁架制作以及集熱管安裝過程中都會存在誤差，最終會導致聚光焦斑偏離設(shè)計指標，無法保證光熱轉(zhuǎn)換效率最大。目前測試拋物面槽式太陽能聚光裝置的方法主要借助攝影設(shè)備如照相機，通過照相透鏡觀測集熱管位置，方法雖然簡便，但只能檢測經(jīng)聚光裝置反射的集熱管的鏡像位置，而不能檢測鏡像焦斑的有效寬度及焦線位置，特別是在我國發(fā)展槽式太陽能熱發(fā)電的初期，亟需提供一種簡便的測試裝置和方法，既可以對現(xiàn)場安裝的聚光裝置進行檢測和調(diào)試，同時逐步積累經(jīng)驗為建立我國的拋物面聚光檢測標準做準備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為太陽能拋物面聚光裝置提供一種簡單實用的聚光焦斑測試裝置。

本發(fā)明是由以下技術(shù)方案解決的：

太陽能拋物面聚光焦斑測試裝置由可見光激光發(fā)射器、激光測試接收靶、固定支架組成，其特征在于：所述可見光激光發(fā)射器由半導體LD激光模組、調(diào)焦聚光鏡頭、電源電路等組成，如激光筆、激光水準儀等類似能夠產(chǎn)生紅、綠等可見光波長的激光直束點聚焦發(fā)射器，其中優(yōu)選激光水準儀也稱激光水平儀。所述激光測試接收靶是帶有刻度的測試紙、毛玻璃板以及半透明的塑料板，或者采用光電激光硅靶、激光柵格靶、高感度激光接收器等激光接收裝置。所述固定支架是安裝可見光激光發(fā)射器和激光測試接收靶的金屬支架，該支架包括垂直支架和水平支架，分別帶有可滑動槽和緊固裝置。可見光激光發(fā)射器安裝在垂直支架上，激光測試接收靶安裝在水平支架上。

測試方法是：將激光測試接收靶安裝在水平支架上，位于拋物面聚光裝置聚光焦斑處，激光測試接收靶中心點應(yīng)為拋物面聚焦裝置中心水平延長線與激光測試接收靶中心交匯點，并可以在延長線上水平移動；可見光激光發(fā)射器安裝在垂直支架上，垂直支架與拋物面聚焦裝置中心水平延長線成90度垂直夾角，并可由聚光鏡體中心上下移動至聚光鏡體曲面上下端。可見光激光發(fā)射器發(fā)射窗口面向聚光鏡體，激光光束與聚焦裝置中心延長線成水平狀態(tài)，照射聚光鏡反射至激光測試接收靶，經(jīng)調(diào)焦后保證激光光斑最小，準備工作結(jié)束后，垂直移動可見光激光發(fā)射器并逐點記錄激光光斑在測試接收靶上的光斑位置，然后水平移動激光測試接收靶，記錄光斑中心距離，經(jīng)反復調(diào)試和測量，光斑最小處即為最佳聚光焦斑和焦斑寬度。

該裝置特別之處是充分利用了可見光激光光束的直線性和焦點精細的特性，裝置簡單，方法易行，測試和調(diào)校還可同時進行。該裝置經(jīng)改進還可以實現(xiàn)自動運行和記錄，特別是采用光電激光硅靶、激光柵格靶、高感度激光接收器等激光接收裝置還可直接與計算機連接，在可見光激光發(fā)射器垂直運動或激光測試接收靶水平運動中實現(xiàn)動態(tài)檢測。

附圖說明

圖1：是本發(fā)明示意圖

其中：1.可見光激光發(fā)射器；2、激光測試接收靶；3、垂直支架；4、水平支架；5、拋物面太陽能聚光器

具體實施方式

太陽能拋物面聚光焦斑測試裝置由可見光激光發(fā)射器、激光測試接收靶、固定支架組成，可見光激光發(fā)射器包括半導體LD激光模組、調(diào)焦聚光鏡頭、電源電路等，如激光筆、激光水準儀等類似可產(chǎn)生紅、綠等可見光波長的激光直束點聚焦發(fā)射器。

激光測試接收靶可以是帶有刻度的測試紙、毛玻璃板以及半透明的塑料板，或者采用光電激光硅靶、激光柵格靶、高感度激光接收器等激光接收裝置。

固定支架安裝可見光激光發(fā)射器和激光測試接收靶，該支架包括垂直支架和水平支架，分別帶有可滑動槽和緊固裝置。可見光激光發(fā)射器安裝在垂直支架上，激光測試接收靶安裝在水平支架上。

測試方法是：將激光測試接收靶安裝在水平支架上，位于拋物面聚光裝置聚光焦斑處，激光測試接收靶中心點應(yīng)為拋物面聚焦裝置中心水平延長線與激光測試接收靶中心交匯點，并可以在延長線上水平移動；可見光激光發(fā)射器安裝在垂直支架上，垂直支架與拋物面聚焦裝置中心水平延長線成90度垂直夾角，并可由聚光鏡體中心上下移動至聚光鏡體曲面上下端。可見光激光發(fā)射器發(fā)射窗口面向聚光鏡體，激光光束水平射向聚光鏡，經(jīng)聚光鏡反射至激光測試接收靶，經(jīng)調(diào)焦后保證激光光斑最小，準備工作結(jié)束后，垂直移動可見光激光發(fā)射器并逐點記錄激光光斑在測試接收靶上的光斑位置，然后水平移動激光測試接收靶，記錄光斑中心距離，經(jīng)反復調(diào)試和測量，光斑最小處即為最佳聚光焦斑和焦斑寬度。