[發明專利]一種表面能流密度測量系統和方法

有效

• 申請號: 201110290942.4
• 申請日: 2011-09-16
• 公開（公告）號: CN102445287A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 周慧;吳小翠;付杰;徐能
• 申請（專利權）人: 浙江中控太陽能技術有限公司
• 主分類號: G01K17/00
• 分類號: G01K17/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種表面能流密度測量系統，用于間接測量接收面表面能流密度，包括光斑成像裝置、圖像采集裝置和圖像處理裝置，圖像采集裝置采集光斑成像裝置表面的圖像信息，并由圖像處理裝置進行處理，計算能流密度分布；其特征在于，所述光斑成像裝置沿著接收面運動，運動軌跡覆蓋整個接收面。

2.如權利要求1所述的一種表面能流密度測量系統，其特征在于，所述測量系統還包括運動輔助機構，所述光斑成像裝置與運動輔助機構活動連接并通過運動輔助機構沿著接收面運動，運動軌跡覆蓋整個接收面。

3.如權利要求2所述的一種表面能流密度測量系統，其特征在于，所述運動輔助機構為導軌；所述光斑成像裝置一端或兩端連接導軌并通過導軌沿著接收面滑動或翻轉，運動軌跡覆蓋整個接收面。

4.如權利要求2所述的一種表面能流密度測量系統，其特征在于，所述運動輔助機構為轉軸；所述光斑成像裝置一端與轉軸樞接，沿著接收面繞轉軸旋轉，運動軌跡覆蓋整個接收面。

5.如權利要求1所述的一種表面能流密度測量系統，其特征在于，所述光斑成像裝置為表面具有漫反射特性的板，所述圖像采集裝置為攝像機，所述圖像處理裝置為具有圖像處理能力的計算機；所述板的表面涂有均勻涂層材料，該涂層材料為具有漫反射特性的防水涂料。

6.如權利要求1所述的一種表面能流密度測量系統，其特征在于，所述測量系統還包括參數測量裝置，該參數測量裝置具體包括：熱流計，用于采集接收面表面熱流密度；紅外測溫儀，用于測量接收面表面溫度；風速儀，用于測量接收面周圍風速；大氣溫度傳感器，用于測量接收面周圍環境溫度。

7.一種表面能流密度測量方法，用于間接測量接收面表面能流密度，其特征在于，包括以下步驟：

(1)在接收面周圍安裝運動輔助機構，將光斑成像裝置與運動輔助機構連接；光斑成像裝置通過運動輔助機構沿著接收面運動，運動軌跡覆蓋整個接收面；

(2)圖像采集裝置實時采集光斑成像裝置表面的圖像信息，獲得一組表面光斑圖像；將所得光斑圖像信息傳輸給圖像處理裝置，由圖像處理裝置進行處理，得到完整的光斑圖；

(3)提取光斑圖中各點的灰度值，建立光斑圖中像點位置和接收面表面物點位置的相互對應關系；坐標標定完成后，提取采集到的光斑圖的灰度值，并與接收面的坐標點對應起來；

(4)確定灰度值和接收面能流密度間的換算系數F_c；

(5)根據換算系數F_c計算得到接收面能流密度分布。

8.如權利要求7所述的一種表面能流密度測量方法，其特征在于，所述運動輔助機構為導軌；所述光斑成像裝置一端或兩端連接導軌并通過導軌沿著接收面滑動或翻轉，運動軌跡覆蓋整個接收面。

9.如權利要求7所述的一種表面能流密度測量方法，其特征在于，所述運動輔助機構為轉軸；所述光斑成像裝置一端與轉軸樞接，沿著接收面繞轉軸旋轉，運動軌跡覆蓋整個接收面。

10.如權利要求7所述的一種表面能流密度測量方法，其特征在于，所述步驟(4)中，換算系數F_c分別采用公式標定法和熱流計標定法求得，并對兩種方法得到的結果取均值從而確定F_c；通過參數測量裝置測量所需參數，具體包括：熱流計，用于采集接收面表面熱流密度；紅外測溫儀，用于測量接收面表面溫度；風速儀，用于測量接收面周圍風速；大氣溫度傳感器，用于測量接收面周圍環境溫度。