[發明專利]塔式太陽能用定日鏡鏡面發射率和潔凈程度檢測方法

有效

• 申請號: 201810339092.4
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN108712150B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 王圣彬;陳樂;曾濤;富雅瓊
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: H02S50/15
• 分類號: H02S50/15;G01N21/94
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種塔式太陽能用定日鏡鏡面發射率檢測方法，其特征在于方法為：

1)在晴朗的夜晚時，用溫度傳感器(9)記錄定日鏡(2)鏡面溫度，利用紅外熱像儀(4)拍攝定日鏡(2)鏡面的紅外圖像；

2)計算紅外圖像的輻射溫度，將輻射溫度和定日鏡(2)鏡面溫度帶入改寫的玻耳茲曼公式中，計算得到定日鏡(2)鏡面的發射率；

所述的計算紅外圖像的輻射溫度具體是：在晴朗無風的夜晚，將熱像儀的發射率設置為1，將采集的紅外圖像進行圖像處理后，提取出定日鏡拼接邊界所在的圖像區域并從紅外圖像中除去后得到鏡面紅外圖像，對鏡面紅外圖像的紅外溫度值進行平均計算獲得輻射溫度；

所述步驟1)中，將輻射溫度T_r和鏡面溫度T₀帶入以下公式表示的改寫的玻耳茲曼公式中，計算得到定日鏡鏡面的發射率ε₀：

其中，T₀表示待測定日鏡鏡面溫度，T_r表示紅外圖像的輻射溫度。

2.根據權利要求1所述的一種塔式太陽能用定日鏡鏡面發射率檢測方法，其特征在于：所述的溫度傳感器(9)貼在定日鏡(2)鏡面的背面，檢測獲得的溫度作為定日鏡(2)鏡面溫度。

3.根據權利要求1所述的一種塔式太陽能用定日鏡鏡面發射率檢測方法，其特征在于：所述的紅外熱像儀(4)探頭的光軸與定日鏡(2)鏡面法向之間的夾角在±10°～20°之間，探頭和定日鏡(2)鏡面之間的間距至少為40cm，使得紅外熱像儀(4)所拍攝視場占定日鏡(2)鏡面總面積的80％。

4.一種塔式太陽能用定日鏡鏡面潔凈程度檢測方法，其特征在于方法包括以下步驟：

1)在晴朗無風的夜晚，用溫度傳感器記錄熱像儀拍攝時定日鏡附近的環境溫度，利用紅外熱像儀(4)拍攝定日鏡鏡面的紅外圖像再計算紅外圖像的輻射溫度；

2)預先在完全潔凈的定日鏡鏡面上均勻鋪設已經預先稱好重的灰塵，采用步驟1)方式采集獲得平均溫度和環境溫度；

3)重復步驟2)進行多次，每次均勻鋪設不同重量的灰塵，采集獲得多次采樣的輻射溫度、環境溫度和灰塵重量；然后結合輻射溫度和環境溫度計算出被測定日鏡鏡面的發射率，再將發射率結合灰塵重量進行擬合計算獲得發射率與灰塵重量之間關系；

4)針對待測定日鏡，采用步驟1)方式采集獲得平均溫度和環境溫度，然后代入步驟3)獲得的發射率與灰塵重量之間關系中計算獲得待測定日鏡鏡面上的灰塵重量；

所述的計算紅外圖像的輻射溫度具體是：在晴朗無風的夜晚，將熱像儀的發射率設置為1，將采集的紅外圖像進行圖像處理后，提取出定日鏡拼接邊界所在的圖像區域并從紅外圖像中除去后得到鏡面紅外圖像，對鏡面紅外圖像的紅外溫度值進行平均計算獲得輻射溫度；

所述步驟3)中具體是采用以下公式結合紅外圖像的平均溫度和環境溫度進行擬合計算獲得系數a、b、c：

y＝aε₀²+bε₀+c

其中，T₀表示待測定日鏡鏡面溫度，并作為環境溫度，T_r表示紅外圖像的輻射溫度，a、b、c分別表示二次項系數、一次項系數、常數項系數，y表示定日鏡鏡面上的灰塵重量，ε₀表示發射率。

5.根據權利要求4所述的一種塔式太陽能用定日鏡鏡面潔凈程度檢測方法，其特征在于：所述紅外熱像儀(4)和溫度傳感器搭載于無人機(3)或小車(5)上，通過無人機或小車移動到定日鏡附近進行拍攝和測量。

6.根據權利要求4所述的一種塔式太陽能用定日鏡鏡面潔凈程度檢測方法，其特征在于：所述的紅外熱像儀(4)探頭的光軸與定日鏡鏡面法向量的夾角在±10°～20°之間，避免熱像儀本身在紅外圖像中成像。