[发明专利]一种水上定日镜追光系统及其追光方法

权利要求书

1.一种水上定日镜追光系统，其特征在于：包括中心塔(1)、设置于中心塔(1)的塔顶的接收定日镜(100)反射太阳光的二次聚光装置(5)、围绕中心塔(1)的至少一个漂浮单元(21)、中央处理器(200)和感应判断装置；漂浮单元(21)包括平面桁架(22)、固定于平面桁架(22)下部的浮块(23)以及设置于平面桁架(22)上表面的支撑装置(3)；所述支撑装置(3)包括用于承接定日镜(100)的承接桁架框(31)以及驱动承接桁架框(31)实现角度调整的动力机构(7)；感应判断装置包括固定于定日镜(100)上端面中部的光线感应器(61)、角度感应器(62)以及固定于定日镜(100)上端面的若干光线判断器(63)；所述光线感应器(61)包括一刻度盘(611)和一指针(612)；指针(612)下端固定于刻度盘(611)上端面；指针(612)与刻度盘(611)平面呈夹角设置；太阳光照射下指针(612)在刻度盘(611)上形成投影；所述光线判断器(63)包括电信号连接的摄像头(631)和中心处理器(632)；所述摄像头(632)获取光线感应器(61)的指针(612)投影在刻度盘(611)上的图像信息，并将该信息发送给中心处理器(632)；中心处理器(632)与角度感应器(62)电信号连接；角度感应器(62)将测量出的定日镜(100)的角度信息传输给中心处理器(632)；中央处理器(200)分别与中心处理器(632)、动力机构(7)电信号连接；中央处理器(200)接收中心处理器(632)的承接桁架框(31)调整信号判断后得出中值并控制动力机构(7)工作。

2.根据权利要求1所述的水上定日镜追光系统，其特征在于：所述二次聚光装置(5)包括固定框架以及设置于固定框架内的下凹的凹形发射镜(52)；凹形发射镜(52)内表面设置有环状的凸起结构(53)，定日镜(100)将太阳光射入凹形发射镜(52)内表面，经凸起结构(53)折射后光线聚集于中心塔(1)内的集热器(11)。

3.一种水上定日镜追光系统的追光方法，包括权利要求2所述的水上定日镜追光系统，其特征在于：步骤如下：

S1：光线判定器(63)的摄像头(631)采集光线感应器(61)图像信息，传输给中心处理器(632)，角度测量器(62)测出定日镜(100)相对于中心塔(1)底端的方位角γ_D和倾角α_D，从而确定当前定日镜(100)的单位法向量传输给中心处理器(632)；

S2：中心处理器(632)将图像信息中指针(612)在刻度盘(611)上投影的长短和方向信息结合定日镜(100)相对于中心塔(1)底端的方位角γ_D和倾角α_D与标准图像信息比对，得出此时太阳的高度角α_S和方位角γ_S；中心处理器(632)计算定日镜(100)需要的调整信息数据；

S3：若干光线判断器(63)的中心处理器(632)分别将计算所得的调整信息传输给中央处理器(200)，中央处理器(200)提取出中位数，下达指令给动力机构(7)；

S4：重复步骤S1、S2、S3，直到计算所得的的调整信息为0。

4.根据权利要求3所述的水上定日镜追光系统的追光方法，其特征在于：步骤S2中，中心处理器(632)计算定日镜(100)需要的调整信息数据的具体计算过程如下：

以该定日镜场(2)所在平面为基准，中心塔(1)顶端的二次聚光装置(5)接收点到该平面的垂直方向为Z轴正向坐标建立坐标系；设中心塔(1)顶端的二次反射镜接收点A的坐标为(0,0,h)，光线感应器(61)中心点R的坐标为(x_R,y_R,0)，则坐标原点O至太阳S的单位向量表示点R到太阳S的单位向量表示和点R到接收点A的单位向量表示可表示为：

在和所形成的平面中，和的夹角记为β，则有

设定日镜单位法向量为则由向量的加法运算可知：

则

记当前定日镜单位法向量的向量表示为

化简P1、P2、P3、P4，并将化简结果与式P5比对，从而确定定日镜(100)的调整信息数据。