CN102338623A - 一种检测槽形抛物面聚光器安装同轴度误差的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种检测槽形抛物面聚光器安装同轴度误差的方法。该检测方法是平行于聚光器驱动轴线安装固定一个光学十字瞄准仪，在聚光器轴支撑附近垂直于聚光器轴线安装标尺，以聚光器轴线为旋转轴线旋转调整标尺直到光学十字瞄准仪的十字线对准标尺上的刻线读数，驱动聚光器驱动轴带动光学十字瞄准仪旋转180°，通过光学十字瞄准仪十字线对准标尺上的刻线读数，从而根据这两次的读数差值测量出聚光器轴线安装的同轴度误差。该检测方法能够方便、有效、可靠地检测出槽形抛物面聚光器超长尺寸多段中心轴的同轴度误差，且不受仪器安装误差的影响。

Description

一种检测槽形抛物面聚光器安装同轴度误差的方法
技术领域
本发明涉及槽式太阳能热发电聚光器安装检测技术，尤其涉及一种对聚光器安装同轴度误差的检测方法及其装置。
背景技术
    可再生能源中，太阳能热发电技术是一项具有大规模化能力、近期内即可步入商业化的技术，是能源技术发展的热点，也是国际太阳能技术发展的重点。
槽式太阳能热发电主要是借助槽形抛物面聚光器将太阳光聚焦发射到接收聚热管上，通过管内热载体将水加热成蒸汽，推动汽轮机发电。基于槽式系统的太阳能热电站主要包括：大面积槽形抛物面聚光器、跟踪装置、热载体、蒸汽产生器、蓄热系统和常规循环蒸汽发电系统。
如图1所示，槽形抛物面聚光器是由多个槽形抛物面聚光器单元组成，一般为12个单元或更多。槽形抛物面聚光器单元长度一般为12米且都有一个自身的旋转中心轴，当在现场安装连接这些单元时，要求所有槽形抛物面聚光器单元的中心轴同轴，如果同轴度误差过大，则在槽形抛物面聚光器跟踪太阳旋转时会发生扭曲现象。要想调整控制槽形抛物面聚光器同轴度误差，首先要检测出槽形抛物面聚光器的同轴度误差。由于槽形抛物面聚光器总长度可达150米或更长，并且是由多个独立的旋转中心轴连接而成，属超大尺寸多段连接，其同轴度误差的检测非常困难。
目前用来检测大尺寸同轴度误差的主要方法有如下几种：
(1) 拉钢丝法，存在着精度低、人为主观因素影响大的缺陷；
(2) 综合量规法，存在测量范围小、量规易损坏的缺陷；
(3) 三坐标测量机法，测量精度高，但由于设备本身体积大、对测量环境要求高，操作难度大，需要将被检设备拆卸后置于工作台上进行检测，增加了测量难度。。
(4) 激光准直仪法，存在PSD元件接收面积小，对超长尺寸的同轴度误差测量调整困难。
以上的同轴度误差检测方法，对槽形抛物面聚光器这样超长尺寸的中心轴同轴度误差检测都不太适用。
发明内容
本发明的目的是针对槽形抛物面聚光器超长尺寸多段中心轴的同轴度误差检测，提出一种基于光学十字瞄准方式检测槽形抛物面聚光器超长尺寸多段中心轴同轴度误差的方法。
本发明采用的技术方案包括以下步骤：
步骤S1：平行于聚光器驱动轴轴线固定安装一个光学十字瞄准仪；
步骤S2：垂直于聚光器轴线安装标尺, 且所述聚光器轴线与标尺交汇于O点；
步骤S3：以聚光器轴轴线为旋转轴线旋转调整标尺直到光学十字瞄准仪的十字线对准所述标尺上的P点，并在此状态位置固定标尺于聚光器轴上，读取其刻度值                                                
Figure 149611DEST_PATH_IMAGE001
；
步骤S4：驱动所述聚光器驱动轴带动所述光学十字瞄准仪旋转180°，通过轴联接器带动聚光器轴同步旋转180°，此时所述光学十字瞄准仪的十字线对准所述标尺上的P’点，读取其刻度值；
步骤S5：所述聚光器轴线安装的同轴度误差
Figure 373099DEST_PATH_IMAGE003
。
进一步，步骤S1中所述标光学十字瞄准仪安装于聚光器驱动轴轴线的水平方向。
进一步，步骤S1中所述标光学十字瞄准仪安装于聚光器驱动轴轴线的铅垂方向。
进一步，步骤S4的所述标尺垂直聚光器轴轴线旋转180度。
本发明的有益效果是：该方法采用光学十字瞄准仪和标尺能够准确的检测同轴度误差，其简单、便于操作；在实施过程，光学十字瞄准仪可以存在一定的安装误差，并且其测量精度高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
图1 检测方法流程图。
图2 聚光器轴连接方式示意图。
图3 聚光器轴连接后同轴度误差测量分析图。
图中，1.聚光器驱动轴；2. 轴承支撑；3.轴联结器；4.右聚光器轴A；5.右聚光器轴B；6.左聚光器轴A；7.左聚光器轴B；8.光学十字瞄准仪；9.标尺。
具体实施方式
如图2为聚光器轴连接方式示意图。聚光器驱动轴1通过轴支撑2支撑，并在两端支持点处通过轴联结器3分别连接左聚光器轴A6和右聚光器轴A4，左聚光器轴A6的左端连接左聚光器轴B7，右聚光器轴A4的右侧连接右聚光器轴B5。在实际连接中可以依次连接更多的聚光器轴。
图3为本发明的一个实施例，其为聚光器驱动轴1与右聚光器轴A4连接检测的示意图。在聚光器驱动轴1的两端各有一个轴承支撑2，其支撑中心点分别为A点和B点，因此聚光器驱动轴1有自己的旋转中心线，也即两个支承中心点的连线
Figure 657449DEST_PATH_IMAGE004
；右聚光器轴A4右端有一个轴承支撑2,支撑中心点为C点，左端通过联轴器3与聚光器驱动轴1的右端固连，因此右聚光器轴A4是以支撑点B点和C点的连线为中心线旋转。
其检测的具体步骤如图1所示：
步骤S1：在聚光器驱动轴1上平行于聚光器驱动轴1轴线
Figure 35658DEST_PATH_IMAGE004
固定安装一个光学十字瞄准仪8。
步骤S2：垂直于右聚光器轴A4轴线
Figure 217241DEST_PATH_IMAGE005
安装标尺9, 且右聚光器轴A4轴线
Figure 406914DEST_PATH_IMAGE005
与标尺9交汇于O点；
步骤S3：以右聚光器轴A4轴线为旋转轴线旋转调整标尺9直到光学十字瞄准仪8的十字线对准标尺9上的P点，并在此状态位置固定标尺于右聚光器轴A4轴上，读取其刻度值
Figure 244420DEST_PATH_IMAGE001
；
步骤S4：光学十字瞄准仪8随聚光器驱动轴1旋转180°后与标尺9相交于P’点，读取其刻度值。
在驱动聚光器驱动轴1旋转180°过程中，光学十字瞄准仪8围绕聚光器驱动轴1的中心线（即
Figure 112199DEST_PATH_IMAGE006
）旋转180°；由于聚光器驱动轴1和右聚光器轴A4固联在一起，右聚光器轴A4也跟随旋转180°,但其旋转中心不是聚光器驱动轴线
Figure 472773DEST_PATH_IMAGE004
,而是右聚光器轴A4的支撑中心线
Figure 794645DEST_PATH_IMAGE005
(即
Figure 164447DEST_PATH_IMAGE007
)。
在实施过程中，随聚光器驱动轴1和光学十字瞄准仪8的旋转，标尺9也可以在垂直右聚光器轴A4的支撑中心线
Figure 55042DEST_PATH_IMAGE005
的情况下旋转180度。
步骤S5：假设右聚光器轴A4支撑中心相对于聚光器驱动轴1轴线方向的同轴度误差为e，根据对称性有：
            
Figure 789780DEST_PATH_IMAGE008
                                        （1）
       
Figure 398616DEST_PATH_IMAGE009
                                       （2）
       
Figure 572108DEST_PATH_IMAGE010
                                        （3）
将式（2）、式（3）代入式（1）：
                                             （4）
整理后得同轴度误差：
Figure 488429DEST_PATH_IMAGE003
                                    （5）
由上面的推导可以看出，当光学十字瞄准仪8中心线与聚光器驱动轴1轴线方向存在一定的夹角，也不影响测量结果。这就为本发明的基于光学十字瞄准方式检测槽形抛物面聚光器超长尺寸多段中心轴同轴度误差的方法带来很大方便。
由于光学十字瞄准仪在测量100m内瞄准精度可达±0.2mm,因此本发明的同轴度误差测量量程可达100m，测量精度可达±0.2mm。这足以满足槽形抛物面聚光器超长尺寸多段中心轴的同轴度误差测量。
当在水平面内进行如上步骤测量时，可以得到水平方向上以聚光器驱动轴线为基准的聚光器安装中心轴同轴度误差；当在铅垂面内进行如上步骤测量时，可以得到铅垂方向上以聚光器驱动轴线为基准的聚光器安装中心轴同轴度误差。综合以上的误差结果可以得到最终的测量误差。

Claims (4)

1.一种检测槽形抛物面聚光器安装同轴度误差的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤S1：平行于聚光器驱动轴轴线固定安装一个光学十字瞄准仪；
步骤S2：垂直于聚光器轴线安装标尺, 且所述聚光器轴线与标尺交汇于O点；
步骤S3：以聚光器轴线为旋转轴线旋转调整标尺直到光学十字瞄准仪的十字线对准所述标尺上的P点，并在此状态位置固定标尺于聚光器轴上，读取其刻度值                                                
Figure 164606DEST_PATH_IMAGE001
；
步骤S4：驱动所述聚光器驱动轴带动所述光学十字瞄准仪旋转180°，通过轴联接器带动聚光器轴同步旋转180°，此时所述光学十字瞄准仪的十字线对准所述标尺上的P’点，读取其刻度值；
步骤S5：所述聚光器轴线安装的同轴度误差
Figure 688308DEST_PATH_IMAGE003
。
2.根据权利要求1所述的一种检测槽形抛物面聚光器安装同轴度误差的方法，其特征在于：所述步骤S1中所述标光学十字瞄准仪安装于聚光器驱动轴轴线的水平方向。
3.根据权利要求1所述的一种检测槽形抛物面聚光器安装同轴度误差的方法，其特征在于：所述步骤S1中所述标光学十字瞄准仪安装于聚光器驱动轴轴线的铅垂方向。
4.根据权利要求1所述的一种检测槽形抛物面聚光器安装同轴度误差的方法，其特征在于：所述步骤S4的所述标尺垂直聚光器轴轴线旋转180度。
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