[實(shí)用新型]一種槽式太陽能拋物面面形的單相機(jī)實(shí)時測量系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721368171.5
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN207540507U
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王懷喜;張紅光;李紹;董建偉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京京儀儀器儀表研究總院有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 北京衛(wèi)平智業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11392
• 代理人: 謝建玲;郝亮

本實(shí)用新型提供了一種槽式太陽能拋物面面形的單相機(jī)實(shí)時測量系統(tǒng)，利用四反射鏡反射成像系統(tǒng)，單相機(jī)進(jìn)行三維圖像采集，采用三維數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)對拋物面面形進(jìn)行三維表面坐標(biāo)重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)槽式太陽能拋物面面形測量，指導(dǎo)槽式太陽能拋物面的安裝調(diào)試，提高安裝效率和太陽能集熱效率。在實(shí)際測量之前對固定物距和放大倍數(shù)的相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，測量中通過激光測距儀對相機(jī)進(jìn)行定位，在實(shí)際測量中免去每次進(jìn)行標(biāo)定的步驟，提高了測試效率，該測量系統(tǒng)測量拋物面面形具有在線實(shí)時性，高精度，非接觸，免標(biāo)定、效率高和操作靈活方便等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種槽式太陽能拋物面面形的單相機(jī)實(shí)時測量系統(tǒng)，該實(shí)用新型屬于光測實(shí)驗(yàn)、工程材料、構(gòu)件變形和三維重構(gòu)測量領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國已成為世界上最大的太陽能光熱應(yīng)用市場，也是世界上最大的太陽能集熱器制造中心。太陽能光熱發(fā)電是太陽能光熱技術(shù)應(yīng)用的一個新領(lǐng)域，在光熱利用產(chǎn)業(yè)中后來居上，發(fā)展勢頭十分迅猛。在槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)中，槽式拋物面定位的準(zhǔn)確度對于集熱效率有著重要的影響。在安裝太陽能拋物鏡時，由于支撐裝置的制造誤差以及人為操作誤差等因素，導(dǎo)致拋物鏡的實(shí)際曲面與設(shè)計(jì)曲面有誤差，從而大大降低槽式太陽能集熱效率。實(shí)際安裝過程中需要對拋物面的位置進(jìn)行精確矯正。光學(xué)測量方法是一種全場、非接觸的方法，它可以通過對集熱管在拋物鏡中的圖像進(jìn)行分析，得到測試結(jié)果的直觀分布，廣泛應(yīng)用到大型工程結(jié)構(gòu)面形檢測中。因此，針對槽式太陽能光熱發(fā)電中拋物面安裝中存在的問題，需要發(fā)展一種快速、精確、適用于現(xiàn)場操作的便捷的槽式太陽能拋物鏡安裝誤差的光學(xué)檢測方法，在線實(shí)時檢測拋物面的位置及面形，根據(jù)測試系統(tǒng)結(jié)果反饋給安裝者，指導(dǎo)安裝調(diào)試人員調(diào)試拋物面的位置和面形，使得太陽能集熱效率達(dá)到最佳值，同時也大大提高安裝人員的工作效率。

目前，不少研究者對拋物面的面形進(jìn)行相關(guān)研究，主要采用基于反射式投影柵線(基于偏折原理的太陽能槽式聚光器面形快速檢測方法,2013,12(40):1208006；基于條紋反射術(shù)的槽式拋物面單元鏡面形測量,2013,1(33):0112007)、雙相機(jī)三維視覺原理(Photogrammetry:A Powerful Tool for Geometric Analysis of Solar Concentratorsand Their Components,Journal of Solar Energy Engineering,2005,107:94-101)、基于GPS定位技術(shù)的槽式鏡安裝精度測量系統(tǒng)(專利號：CN102589433B)進(jìn)行拋物面的面形和位置測量，由于操作過程的復(fù)雜和易受室外環(huán)境的影響且測量精度低，在實(shí)際過程中很難得到應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種槽式太陽能拋物面面形的單相機(jī)實(shí)時測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)操作簡單，相機(jī)免標(biāo)定、實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時測量，適用于拋物面面形三維重構(gòu)的工程測量。

為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是：

一種槽式太陽能拋物面面形的單相機(jī)實(shí)時測量系統(tǒng)，包括：四反射系統(tǒng)、水平導(dǎo)軌13、升降旋轉(zhuǎn)平移裝置、CCD相機(jī)6、可移動平臺7、計(jì)算機(jī)8、第一控制器11、第二控制器12、升降裝置9、角度儀18、相機(jī)水平調(diào)節(jié)裝置10和激光測距儀32；

所述四反射系統(tǒng)通過升降旋轉(zhuǎn)平移裝置安裝在水平導(dǎo)軌13上，所述相機(jī)水平調(diào)節(jié)裝置10安裝在升降裝置9上，所述升降裝置9、第一控制器11、第二控制器12和計(jì)算機(jī)8分別安裝在可移動平臺7上，所述角度儀18放置于CCD相機(jī)6上，CCD相機(jī)6放置于相機(jī)水平調(diào)節(jié)裝置10上，所述激光測距儀32固定在升降裝置9上；

所述第一控制器11、第二控制器12和角度儀18分別與計(jì)算機(jī)8連接，第一控制器11還與升降裝置9連接，第二控制器12還與相機(jī)水平調(diào)節(jié)裝置10連接；

所述升降旋轉(zhuǎn)平移裝置用于實(shí)現(xiàn)四反射系統(tǒng)的平移、旋轉(zhuǎn)及升降；

所述相機(jī)水平調(diào)節(jié)裝置10用于實(shí)現(xiàn)CCD相機(jī)6的水平位置調(diào)節(jié)；