CN102590983A - 一种反射镜调校装置 - Google Patents

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Abstract

一种反射镜调校装置，包括反射镜，和反射镜平行设置的反射光检测装置，设置在反射镜和反射光检测装置之间的平行光光源，反射镜至反射光检测装置之间的距离与反射镜实际使用时反射镜至光线聚焦处的距离相等；本发明反射镜调校装置主要应用于线性太阳聚光系统，使得反射镜的反射光斑具有比较好的效果，并可以在反射镜的调校工作能够在安装到现场之前在室内进行调节，不受天气影响。

Description

一种反射镜调校装置
技术领域
本发明涉及反射镜技术领域，具体涉及一种反射镜调校装置。
背景技术
随着经济社会的不断发展，能源的需求与日俱增，化石能源存在污染日益严重且不可再生的问题，发展清洁可再生的能源势在必行。太阳能储量丰富，是一种环保清洁的可再生能源。利用太阳能发电或进行工业热利用是未来能源利用的一种重要形式。
由于太阳光的直射辐射量通常在500-2000W/m2，能量密度相对较低，进行太阳光利用时，通常采用聚光装置将太阳光聚集到某一个点或者面上，提高该位置的辐射光强，使太阳光利用效率达到更高。太阳能热发电系统就采用了太阳聚光系统，太阳光聚焦后可以将工质加热到400度至1200度的高温，利用高温产生蒸汽进入传统的汽轮机系统进行发电。
太阳光的聚光有多种实现方式，如有悠久使用历史的太阳灶，采用了一种旋转抛物面形状，将照射的太阳光聚焦到一点。在大规模的太阳光聚光发电或者热利用系统中，常用的聚光形式包括碟式、抛物线槽式、塔式以及线性菲涅耳式等。
线性聚焦式聚光系统，尤其是菲涅耳式聚光系统，包括多列平行布置的反射镜，聚光时调整每一列反射镜的角度，将光线聚焦到同一个位置，即焦线处，在该位置布置集热器或光伏电池等辐射利用装置，获得比较高的聚光能量。
每列反射镜一般由反射镜片及反射镜架构成，反射镜片通过胶粘或螺栓等方式连接到反射镜架上。在设计过程中，每列反射镜的镜片都被认为是一个理想的狭长平面，在焦线处的辐射利用装置上产生的光斑也是在一条理想的直线上。但实际生产中，反射镜架的加工一般通过螺栓拼接或焊接等方式进行，与设计好的图纸相比都会存在一定的加工误差。反射镜片安装到镜架上后，也会出现不平整的现象。线性聚光系统中，反射镜面微小的不平整都容易引起反射光斑的偏移，使得镜片的反射光斑超出了设定的辐射利用装置的范围，减少了有效率利用的能量。
为了在聚光焦线处获得更高的能量密度，一种方法是增加反射聚光的镜片列数，另一种方法是将每个反射镜片弯曲一定的弧度，使镜片在焦线处的反射光斑变窄，从而提高光斑处的能量密度。在这种情况下，镜片形面的差异会使得反射光斑参差不齐，实际的辐射能量利用也会下降。
本发明针对具有一定弧度的反射镜设计，该反射镜的反射光线在光线会聚处形成一条较窄但较亮的光斑。在线聚焦形式的太阳能利用中，光线会聚处通常会布置长条形的吸热元件。为保证反射镜的反射光能被充分利用，反射镜的形状需要经过特殊设计使会聚的反射光线满足使用要求。
在实际的镜片调整过程中，如果依赖实际的太阳光进行镜片的形面调节，存在光照方向变化，而且太阳不好的时候就无法进行调节工作，对工程的进度会有严重的影响。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种反射镜调校装置，主要应用于线性太阳聚光系统，使得反射镜的反射光斑具有比较好的效果，并可以在反射镜的调校工作能够在安装到现场之前在室内进行调节，不受天气影响。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种反射镜调校装置，包括支座1，安装在支座1上且能在支座1转动的反射镜架2，安装在反射镜架2上的反射镜3，和反射镜3平行设置的反射光检测装置5，设置在反射镜3和反射光检测装置5之间的平行光光源4，反射镜3至反射光检测装置5之间的距离与反射镜实际使用时反射镜3至光线聚焦处的距离相等。
所述平行光光源4发出的平行光41照射到反射镜3上时，平行光41位于垂直于反射镜3的平面内，
所述平行光41的宽度方向与反射镜3的宽度方向一致，且平行光41在反射镜3上照亮区域的长度要超过反射镜3的宽度。
所述平行光光源4设置在预设的位置，使得平行光41照射至反射镜3上时，在沿着反射镜3长度的方向上，平行光41与反射镜3的法向方向有一个夹角4a。
所述夹角4a为0～15°。
所述平行光光源4为多个激光点光源，且发出的激光相互平行。
所述多个激光光源为多个激光笔42平行排列在一条直线上。
所述反射光检测装置5为一面平整的幕布、墙或者其它能够清晰分辨出反射光照射位置的物体，以及通过电子手段进行光照位置判断的光敏元件。
所述平行光光源4安装在支架72上，支架72安装在与反射镜平行、沿水平方向布置的轨道71上且能够在轨道上水平移动，或者支架72直接放置在水平的台面上并能够水平移动，同时保证光源在不同位置时光线方向保持一致。
所述的反射镜调校装置用于线性太阳聚光系统中。
本发明反射镜调校装置主要应用于线性太阳聚光系统，使得反射镜在太阳光的照射下，其反射光斑具有比较好的效果，并可以在反射镜的调校工作能够在安装到现场之前在室内进行调节，不受天气影响。
附图说明
图1为本发明的反射镜调校装置及工作示意图。
图2为调试中光路示意图。
图3为一种平行光光源的示意图。
图4为用于调试与焦线不同距离的多列反射镜的示意图。
图5为一种模拟光源的支撑结构，其中图5a为主视图，图5b为右视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作更详细的说明。
如图1所示，本发明一种反射镜调校装置，包括支座1，安装在支座1上且能在支座1上转动的反射镜架2，安装在反射镜架2上的反射镜3，和反射镜3平行设置的反射光检测装置5，设置在反射镜3和反射光检测装置5之间的平行光光源4，反射镜3至反射光检测装置5之间的距离与反射镜实际使用时反射镜3至光线聚焦处的距离相等。平行光41经反射镜3反射后的反射光31在反射光检测装置5上形成光斑6。
所述反射镜3至反射光检测装置5之间的距离，若由于条件限制无法实现与反射镜实际使用时反射镜3至光线聚焦处的距离相等，调校反射镜3时，可以根据实际应用时所需要的会聚光斑、反射镜3至反射光检测装置5之间在应用以及调试时的距离，按照光学反射的原理计算确定调校时的参考光斑。
所述平行光光源4发出的平行光41照射到反射镜3上时，平行光41位于垂直于反射镜3的平面内，优选的，所述平行光41的宽度方向与反射镜3的宽度方向一致，且平行光41在反射镜3上照亮区域的长度要超过反射镜3的宽度。
所述反射光检测装置5为一面平整的幕布、墙或者其它能够清晰分辨出反射光照射位置的物体，以及通过电子手段进行光照位置判断的光敏元件，如光伏电池。
如图2所示，所述平行光光源4设置在预设的位置，使得平行光41照射至反射镜3上时，在沿着反射镜3长度的方向上，平行光41与反射镜3的法向方向有一个夹角4a，避免平行光光源4挡住反射光线使反射光线无法到达反射光检测装置5。夹角4a的大小为0～90°，优选为0～15°。
如图3所示，平行光光源可以通过多种方法实现，将多个激光光源如激光笔42平行排列在一条直线上，形成一面激光，也可以用将激光光源排列成多列直线，可以使镜片调节更方便。
平行光光源4也可以是一个点光源，调校反射镜3时，将点光源沿反射镜3的宽度方向移动，观察反射镜3沿宽度方向上反射光线的会聚情况调整反射镜3。
如图4所示，在线性太阳聚光系统中，沿着反射镜宽度方向上，一般布置有数十列反射镜，每列反射镜都将入射光线反射到聚焦焦线处，因此这几列反射镜到聚焦焦线的距离不完全相同，针对这种情形可以设置多个反射镜架支座11、12及13等，多个反射镜架支座到反射光检测装置5的距离分别与实际使用中对应的各列反射镜至聚焦焦线的距离相等。
如图5a和图5b所示，平行光光源4安装在支架72上，支架72安装在与反射镜平行、沿水平方向布置的轨道71上且能够在轨道上水平移动，或者支架72直接放置在水平的台面上并能够水平移动，同时保证光源在不同位置时光线方向保持一致。
本发明的工作原理为：根据反射镜3实际应用时距离焦线的距离，调整好反射镜3至反射光检测装置5之间的距离，并让两者保持平行；将平行光光源4调整到反射镜前方，调整好平行光41相对镜面的角度，观察平行光41经反射镜反射后的反射光31在反射光检测装置5上的光斑6，根据光斑6的形状进行反射镜的调整，利用反射镜架2在支架1上的转动进行反射镜的调整。

Claims (10)

1.一种反射镜调校装置，其特征在于：包括反射镜(3)，和反射镜(3)平行设置的反射光检测装置(5)，设置在反射镜(3)和反射光检测装置(5)之间的平行光光源(4)，反射镜(3)至反射光检测装置(5)之间的距离与反射镜实际使用时反射镜(3)至光线聚焦处的距离相等。
2.根据权利要求1所述的反射镜调校装置，其特征在于：所述平行光光源(4)发出的平行光(41)照射到反射镜(3)上时，平行光(41)位于垂直于反射镜(3)的平面内。
3.根据权利要求2所述的反射镜调校装置，其特征在于：所述平行光(41)的宽度方向与反射镜(3)的宽度方向一致，且平行光(41)在反射镜(3)上照亮区域的长度要超过反射镜(3)的宽度。
4.根据权利要求2所述的反射镜调校装置，其特征在于：所述平行光光源(4)设置在预设的位置，使得平行光(41)照射至反射镜(3)上时，在沿着反射镜(3)长度的方向上，平行光(41)与反射镜(3)的法向方向有一个夹角4a。
5.根据权利要求4所述的反射镜调校装置，其特征在于：所述夹角4a的大小为0～15°。
6.根据权利要求1所述的反射镜调校装置，其特征在于：所述平行光光源(4)为多个激光点光源，且发出的激光相互平行。
7.根据权利要求6所述的反射镜调校装置，其特征在于：所述多个激光光源为多个激光笔(42)平行排列在一条直线上。
8.根据权利要求1所述的反射镜调校装置，其特征在于：所述反射光检测装置(5)为一面平整的幕布、墙或者其它能够清晰分辨出反射光照射位置的物体，以及通过电子手段进行光照位置判断的光敏元件。
9.根据权利要求1所述的反射镜调校装置，其特征在于：所述平行光光源(4)安装在支架(72)上，支架(72)安装在与反射镜平行、沿水平方向布置的轨道(71)上且能够在轨道(71)上水平移动，或者支架(72)直接放置在水平的台面上并能够水平移动，同时保证光源在不同位置时光线方向保持一致。
10.根据权利要求1-9任一项所述的反射镜调校装置用于线性太阳聚光系统中。
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