[發(fā)明專利]一種高精度光學(xué)反射鏡微曲率的測量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310719521.8
• 申請(qǐng)日: 2013-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN103673928B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭右利;王振聲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連宏海新能源發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/255
• 分類號(hào): G01B11/255
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司21212
• 代理人: 李馨,李洪福

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及反射鏡曲率測量領(lǐng)域，尤其涉及一種高精度光學(xué)反射鏡微曲率的測量裝置。涉及專利分類號(hào)G01測量；測試G01B長度、厚度或類似線性尺寸的計(jì)量；角度的計(jì)量；面積的計(jì)量；不規(guī)則的表面或輪廓的計(jì)量G01B11/00以采用光學(xué)方法為特征的計(jì)量設(shè)備G01B11/24用于計(jì)量輪廓或曲率G01B11/255用于測量曲率半徑。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有的塔式太陽能光熱發(fā)電領(lǐng)域，存在大量的反射定日鏡，為了保證這些反射鏡的聚焦光斑較小，能量集中，每個(gè)反射鏡都存在一定的微弧度，用于會(huì)聚光束。這個(gè)微弧的曲率半徑大約從數(shù)十米到數(shù)百米不等，通常采用拉伸成型或機(jī)械成型的方式。

由于該反射鏡曲率較小，現(xiàn)有的測量方式主要有兩種：

一、利用太陽光作為入射光線，觀測反射光線在焦平面的會(huì)聚情況，根據(jù)會(huì)聚光斑的大小進(jìn)行拉伸的調(diào)整。該方法由于可以在室外完成，會(huì)聚距離可以盡可能遠(yuǎn)，所以調(diào)整的精度相對(duì)較高，但同時(shí)也存在以下弊端：(1)、焦平面距反射鏡的距離近似為曲率半徑的0.5倍，在50米以上，這么大的觀測距離容易造成了一定的觀測誤差；同時(shí)由于反射鏡只有在正入射的情況下像差最小，會(huì)聚的光斑也最小，在實(shí)際中由于太陽的角度時(shí)刻變化，焦平面光斑在不斷變化，難于找到最佳位置；同時(shí)正午前后太陽高度角很高，鏡片正對(duì)太陽，會(huì)聚光斑也在比較高的位置，觀測困難；(2)、太陽光并非理論的平行光束，從理論上講會(huì)聚就不是較小的光點(diǎn)，而是一個(gè)光斑，人眼對(duì)光斑大小的判斷也易造成誤差；(3)、該方式受天氣影響大，連續(xù)的惡劣天氣可能會(huì)造成無法按時(shí)完成工作，工期的推遲。這3點(diǎn)直接造成了該方式調(diào)整精度的降低，通過理論分析，按照該調(diào)整方式調(diào)整，曲率半徑的精度在±15m以內(nèi)。

二、利用平行光源進(jìn)行調(diào)整，該方式相比于上述方式，將太陽光線更改為平行光源，消除了上述的2,3兩項(xiàng)弊端，同時(shí)對(duì)1也有所改進(jìn)，但同樣存在觀測位置在50米以上較遠(yuǎn)的問題，而如果縮短觀測距離，必然會(huì)造成觀測難度的增加，測量精度的降低。為了保證測量的精度，對(duì)平行光源的精度要求很高，會(huì)造成費(fèi)用的增加。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)上述提出的技術(shù)問題，而提供一種高精度光學(xué)反射鏡微曲率的測量裝置，用于檢測待測反射鏡的曲率，具有：至少一個(gè)角度檢出器和檢出器固定裝置；所述的角度檢出器通過所述的檢出器固定裝置固定在與待檢測反射鏡中垂線垂直的平面上；該平面與反射鏡中心的距離為D，0m<D<5m；

工作時(shí)，所述的角度檢出器向反射鏡發(fā)射與其所在平面垂直的平行激光光束，接收由反射鏡反射的光束，根據(jù)反射光角度和檢出器與反射鏡的相對(duì)位置計(jì)算得出反射鏡曲率。

所述的檢出器固定裝置具有多個(gè)固定點(diǎn)，所述的固定點(diǎn)與所述中垂線中心對(duì)稱；每個(gè)固定點(diǎn)設(shè)有一所述的角度檢出器。

所述的檢出器固定裝置具有一個(gè)移動(dòng)固定點(diǎn)和旋轉(zhuǎn)軸；所述的旋轉(zhuǎn)軸位于所述的中垂線上，帶動(dòng)所述的移動(dòng)固定點(diǎn)在與中垂線垂直的平面上做圓周運(yùn)動(dòng)。

還具有設(shè)置在所述中垂線上，測量反射鏡傾斜角度的中央角度檢測器。

所述的角度檢出器測量鏡片各個(gè)位置的反射角度，根據(jù)各位置角度的數(shù)值及各位置與反射鏡中軸線的距離計(jì)算得出反射鏡的曲率。

較現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開的一種高精度光學(xué)反射鏡微曲率的測量裝置，具有如下優(yōu)點(diǎn)：測量精度高，通過理論分析，其測量精度可以達(dá)到±2m；設(shè)備占用空間小，相比于之前的方式觀測面在50m附近，設(shè)備的整體高度很容易控制在1m以內(nèi)；測量及調(diào)整的效率高，不受任何場地的影響，易于邊調(diào)整邊確認(rèn)，迅速得出準(zhǔn)確結(jié)果；成本較低，高精度的角度檢出器成本并不高，并且購買容易。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是本發(fā)明的剖面示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的俯視圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的俯視圖；

圖4是本發(fā)明的計(jì)算原理解釋圖；

圖5是本發(fā)明基礎(chǔ)上改進(jìn)的新結(jié)構(gòu)剖面示意圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例3的俯視圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例4的俯視圖。

圖中：1、角度檢出器 2、檢出器固定裝置 2-1、單個(gè)角度檢出器的固定裝置 3、反射鏡 4、反射鏡放置架a為反射鏡的中垂線，d為角度檢出器出射光束到中軸線的距離。

具體實(shí)施方式