[实用新型]一种槽式太阳能抛物面面形的单相机实时测量系统

说明书

本实用新型提供了一种槽式太阳能抛物面面形的单相机实时测量系统，利用四反射镜反射成像系统，单相机进行三维图像采集，采用三维数字图像相关技术对抛物面面形进行三维表面坐标重构，实现槽式太阳能抛物面面形测量，指导槽式太阳能抛物面的安装调试，提高安装效率和太阳能集热效率。在实际测量之前对固定物距和放大倍数的相机进行标定，测量中通过激光测距仪对相机进行定位，在实际测量中免去每次进行标定的步骤，提高了测试效率，该测量系统测量抛物面面形具有在线实时性，高精度，非接触，免标定、效率高和操作灵活方便等优点。

技术领域

本实用新型涉及一种槽式太阳能抛物面面形的单相机实时测量系统，该实用新型属于光测实验、工程材料、构件变形和三维重构测量领域。

背景技术

我国已成为世界上最大的太阳能光热应用市场，也是世界上最大的太阳能集热器制造中心。太阳能光热发电是太阳能光热技术应用的一个新领域，在光热利用产业中后来居上，发展势头十分迅猛。在槽式光热发电系统中，槽式抛物面定位的准确度对于集热效率有着重要的影响。在安装太阳能抛物镜时，由于支撑装置的制造误差以及人为操作误差等因素，导致抛物镜的实际曲面与设计曲面有误差，从而大大降低槽式太阳能集热效率。实际安装过程中需要对抛物面的位置进行精确矫正。光学测量方法是一种全场、非接触的方法，它可以通过对集热管在抛物镜中的图像进行分析，得到测试结果的直观分布，广泛应用到大型工程结构面形检测中。因此，针对槽式太阳能光热发电中抛物面安装中存在的问题，需要发展一种快速、精确、适用于现场操作的便捷的槽式太阳能抛物镜安装误差的光学检测方法，在线实时检测抛物面的位置及面形，根据测试系统结果反馈给安装者，指导安装调试人员调试抛物面的位置和面形，使得太阳能集热效率达到最佳值，同时也大大提高安装人员的工作效率。

目前，不少研究者对抛物面的面形进行相关研究，主要采用基于反射式投影栅线(基于偏折原理的太阳能槽式聚光器面形快速检测方法,2013,12(40):1208006；基于条纹反射术的槽式抛物面单元镜面形测量,2013,1(33):0112007)、双相机三维视觉原理(Photogrammetry:A Powerful Tool for Geometric Analysis of Solar Concentratorsand Their Components,Journal of Solar Energy Engineering,2005,107:94-101)、基于GPS定位技术的槽式镜安装精度测量系统(专利号：CN102589433B)进行抛物面的面形和位置测量，由于操作过程的复杂和易受室外环境的影响且测量精度低，在实际过程中很难得到应用。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种槽式太阳能抛物面面形的单相机实时测量系统，该系统操作简单，相机免标定、实现在线实时测量，适用于抛物面面形三维重构的工程测量。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种槽式太阳能抛物面面形的单相机实时测量系统，包括：四反射系统、水平导轨13、升降旋转平移装置、CCD相机6、可移动平台7、计算机8、第一控制器11、第二控制器12、升降装置9、角度仪18、相机水平调节装置10和激光测距仪32；

所述四反射系统通过升降旋转平移装置安装在水平导轨13上，所述相机水平调节装置10安装在升降装置9上，所述升降装置9、第一控制器11、第二控制器12和计算机8分别安装在可移动平台7上，所述角度仪18放置于CCD相机6上，CCD相机6放置于相机水平调节装置10上，所述激光测距仪32固定在升降装置9上；

所述第一控制器11、第二控制器12和角度仪18分别与计算机8连接，第一控制器11还与升降装置9连接，第二控制器12还与相机水平调节装置10连接；

所述升降旋转平移装置用于实现四反射系统的平移、旋转及升降；

所述相机水平调节装置10用于实现CCD相机6的水平位置调节；