碟式太阳聚光器聚光性能及其拼接镜面位姿测量研究

发布时间：2020-07-11 04:04

【摘要】：抛物面天线是碟式太阳能集热器系统的重要组成部分。集热系统整体的效率主要由环境、抛物面天线的聚光效率以及光热转换系统决定，其中抛物面天线的聚光效率起着关键的作用。而抛物面的聚光效率由以下几个方面决定：加工精度、材质、安装精度等。其中安装精度尤为重要，因此本文对安装测量开展一些相关的研究。本文首先分析了理想抛物面的聚焦性能。研究了安装过程中出现的跟踪误差、拼接镜面轴向偏移、拼接镜面任意偏移三种误差对聚焦性能的影响。计算出各种误差对理想抛物面聚焦性能的影响，对每块拼接镜面的跟踪精度和拼接精度提出了定量要求，为以后抛物面拼接镜面的安装测量提供理论依据。其次研究分析了抛物面拼接镜面的安装测量过程及空间抛物面的拟合。通过对安装测量过程的研究可知，首先要获得拼接镜面表面上的点的三维坐标，并且根据这些点拟合抛物面，求得拼接镜面的位姿偏移量，才能进行精调。本文针对小型抛物面天线锅进行模拟实验，分别在抛物面的局部小块上取点和抛物面整体取点进行测量。运用Jacobi方法对抛物面的点云数据进行抛物面拟合，求出实验的抛物面在平放时和倾斜时的标准方程。仿真和实际测量实验表明Jacobi拟合方法满足测量精度要求。实际工作中，拟合的最佳抛物面将作为拼接镜面位姿调整的基准。最后针对抛物面拼接镜面的位姿测量进行研究。在采用全站仪测量和单目视觉测量对摄像机标定和靶标的位姿测量进行相关的模拟实验，其中三坐标测量机测量作为测量标准。将测得的结果进行对比分析，获得全站仪测量和单目视觉测量的测量精度。通过对实验的操作和数据处理，掌握了摄像机标定和靶标位姿测量的方法和过程。
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TK513.1
【图文】：

集热器,聚光器,菲涅耳透镜

图 1.1 碟式集热器图 1.2 槽式集热器Fig.1.1 Dish trough collectors Fig.1.2 trough collectors图 1.3 塔式集热器图 1.4 菲涅耳透镜集热器Fig.1.3 Tower collector Fig.1.4 Fresnel lens collector除了上述常用的碟式聚光器和槽式聚光器，反射式聚光器还有以下几类：复

集热器,聚光器,菲涅耳透镜

集热器

还有一种应用在塔式太阳能发电站的聚光镜定日镜(图1.3)。定日镜由许多平面反射镜或曲面反射镜组成，在计算机控制下这些反射镜将阳光都反射至同一吸收器上，吸收器可以达到很高的温度，获得很大的能量。通过光的折射原理能够加工制作成折射式聚光器。180 多年前，数学家菲涅耳把平凸透镜拉平，制造成一种特殊的平板薄片透镜，这种薄透镜由一系列小棱镜构成，即“菲涅耳透镜”[8]。20 世纪 70 年代，国际上有人尝试对大型的菲涅耳透镜进行研制，试验能否制用于聚集太阳光。传统方法是通过计算来确定它的技

【参考文献】