CN106840614B - 抛物面聚光器沿集热管法线方向光能流密度测试系统 - Google Patents

抛物面聚光器沿集热管法线方向光能流密度测试系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抛物面聚光器沿集热管法线方向光能流密度测试系统，包括待测抛物面聚光器和集热管，待测抛物面聚光器的上方可移动设置有装有光源的光源安装架，集热管内部在光源的正下方设置有CCD摄像头，CCD摄像头受第三电动驱动装置驱动绕集热管的中轴线转动，第一电动驱动装置、第二、第三电动驱动装置通过运动控制卡连接到装有图像处理软件的主控计算机，CCD摄像头通过图像采集卡连接到主控计算机，主控计算机具有显示器，第一电动驱动装置和第二电动驱动装置工作时驱动CCD摄像头和光源保持相同的速度向相同的方向移动。本发明中的结构合理，用于测试抛物面聚光器沿集热管法线方向光能流密度均匀性，测试精度高且速度快。

Description

抛物面聚光器沿集热管法线方向光能流密度测试系统
技术领域
本发明涉及一种抛物面聚光器沿集热管法线方向光能流密度测试系统，属于太阳能热利用技术领域。
背景技术
槽式太阳能热发电技术是目前最为成熟的太阳能发电技术，主要采用导热油、水/水蒸气作为传热工质。无论采用哪种传热工质，由于传统聚光系统将太阳能辐射能聚焦到集热管底部，集热管表面的太阳能流密度分布极为不均。由于集热管壁导热系数、集热管壁与传热流体的对流换热系数均有限，不均匀的太阳能流密度分布导致集热管壁面形成较大的温度梯度，这给集热系统的高效、安全运行带来了严峻的挑战，主要存在以下几方面问题：(1)集热管壁温度梯度大将产生较大的热应力，使集热管弯曲变形，偏离抛物面聚光器焦线位置，增大了光学损失；(2)太阳能流集中在集热管表面底部，不能使集热管壁面得到充分利用，降低了集热管表面可接受的太阳辐射能总量。鉴于上述问题，因此在抛物面聚光器出厂前有必要对其沿集热管法线方向光能流密度均匀性进行测试，以便于在出厂前对不合格的抛物面聚光器进行返工修正。然而现有技术中尚无用于测试抛物面聚光器沿集热管法线方向光能流密度的装置。
发明内容
对此，本发明旨在提供一种测试系统，使用该测试系统能够在产品出厂前测试抛物面聚光器沿集热管法线方向光能流密度均匀性。
实现本发明目的的技术方案是：
一种抛物面聚光器沿集热管法线方向光能流密度测试系统，包括设置在支架上的待测抛物面聚光器和设置在所述待测抛物面聚光器内部的集热管，所述集热管为空心管状结构，所述集热管的轴向与所述待测抛物面聚光器的长度方向同向，所述待测抛物面聚光器的上方可移动设置有装有光源的光源安装架，所述光源安装架受第一电动驱动装置驱动沿所述待测抛物面聚光器长度方向移动，所述集热管内部在所述光源的正下方设置有CCD摄像头，所述CCD摄像头受第二电动驱动装置的驱动在所述集热管内沿着集热管的中轴线移动，并在所述第二电动驱动装置上设置有适于驱动所述CCD摄像头绕所述集热管的中轴线转动的第三电动驱动装置，所述第一电动驱动装置、第二电动驱动装置和第三电动驱动装置通过运动控制卡连接到主控计算机，所述CCD摄像头通过图像采集卡连接到所述主控计算机，所述主控计算机具有显示器，并装有图像处理软件，所述第一电动驱动装置和所述第二电动驱动装置工作时驱动所述CCD摄像头和所述光源保持相同的速度向相同的方向移动。
上述技术方案中，所述第一电动驱动装置为电动伸缩杆，所述第三电动驱动装置固定在所述电动伸缩杆的末端，所述CCD摄像头固定在第三电动驱动装置的输出轴上。
上述技术方案中，所述第三电动驱动装置包括电机和减速器，所述电机的输出轴与减速器的输入轴连接，所述减速器的输出轴与所述CCD摄像头固定连接。
上述技术方案中，所述第二电动驱动装置为电动伸缩杆。
本发明具有积极的效果：
(1)利用本发明的测试系统在对抛物面聚光器沿集热管法线方向光能流密度进行测试时，通过所述CCD摄像头和所述光源从对应集热管一端向另一端保持相同的速度向前移动，在移动的过程中，光源提供光照，所述CCD摄像头沿轴向移动并做周向转动，从而对集热管进行全方位图像采集，通过图像采集卡接收CCD摄像头采集的图像实时的传输给主控计算机，主控计算机中的图像处理软件对照片信息进行明暗度分析比对，从而根据明暗度分析结果判断抛物面聚光器沿集热管法线方向光能流密度是否均匀，亮度高的区域光能流密度相对较高，亮度低的区域光能流密度相对较低，上述分析结果显示在显示器上，厂家据此可以对抛物面聚光器进行返工修正，检测速度快，且检测精度高，具有很好的使用效果。
附图说明
图1为本发明中抛物面聚光器沿集热管法线方向光能流密度测试系统的结构示意图。
图中所示附图标记为：1-支架；2-待测聚光器；3-集热管；4-光源安装架；5-第一电动驱动装置；6-光源；7-CCD摄像头；8-第二电动驱动装置；9-主控计算机。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体结构做以说明：
一种抛物面聚光器沿集热管法线方向光能流密度测试系统，如图1所示，包括设置在支架1上的待测抛物面聚光器2和设置在所述待测抛物面聚光器2内部的集热管3，所述集热管3为空心管状结构，所述集热管3的轴向与所述待测抛物面聚光器2的长度方向同向，所述待测抛物面聚光器2的上方可移动设置有装有光源6的光源安装架4，所述光源安装架4受第一电动驱动装置5驱动沿所述待测抛物面聚光器2长度方向移动，所述集热管3内部在所述光源6的正下方设置有CCD摄像头7，所述CCD摄像头7受第二电动驱动装置8的驱动在所述集热管3内沿着集热管3的中轴线移动，并在所述第二电动驱动装置8上设置有适于驱动所述CCD摄像头7绕所述集热管3的中轴线转动的第三电动驱动装置，所述第一电动驱动装置5、第二电动驱动装置8和第三电动驱动装置通过运动控制卡连接到主控计算机9，所述CCD摄像头7通过图像采集卡连接到所述主控计算机9，所述主控计算机9具有显示器，并装有图像处理软件，所述第一电动驱动装置5和所述第二电动驱动装置8工作时驱动所述CCD摄像头7和所述光源6保持相同的速度向相同的方向移动。利用本发明的测试系统在对抛物面聚光器2沿集热管法线方向光能流密度进行测试时，通过所述CCD摄像头7和所述光源6从对应集热管一端向另一端保持相同的速度向前移动，在移动的过程中，光源提供光照，所述CCD摄像头沿轴向移动并做周向转动，从而对集热管进行全方位图像采集，通过图像采集卡接收CCD摄像头7采集的图像实时的传输给主控计算机9，主控计算机9中的图像处理软件对照片信息进行明暗度识别分析比对，从而根据明暗度分析结果判断抛物面聚光器沿集热管法线方向光能流密度均匀性，亮度高的区域光能流密度相对较高，亮度低的区域光能流密度相对较低，上述分析结果显示在显示器上，厂家据此可以对抛物面聚光器进行返工修正，检测速度快，且检测精度高，具有很好的使用效果。
本实施例中，所述第一电动驱动装置5为电动伸缩杆，所述第三电动驱动装置固定在所述电动伸缩杆的末端，所述CCD摄像头7固定在第三电动驱动装置的输出轴上。进一步，本实施例中的所述第三电动驱动装置包括电机和减速器，所述电机的输出轴与减速器的输入轴连接，所述减速器的输出轴与所述CCD摄像头7固定连接。本实施例中，所述第二电动驱动装置8为电动伸缩杆。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种抛物面聚光器沿集热管法线方向光能流密度测试系统，其特征在于：包括设置在支架(1)上的待测抛物面聚光器(2)和设置在所述待测抛物面聚光器(2)内部的集热管(3)，所述集热管(3)为空心管状结构，所述集热管(3)的轴向与所述待测抛物面聚光器(2)的长度方向同向，所述待测抛物面聚光器(2)的上方可移动设置有装有光源(6)的光源安装架(4)，所述光源安装架(4)受第一电动驱动装置(5)驱动沿所述待测抛物面聚光器(2)长度方向移动，所述集热管(3)内部在所述光源(6)的正下方设置有CCD摄像头(7)，所述CCD摄像头(7)受第二电动驱动装置(8)的驱动在所述集热管(3)内沿着集热管(3)的中轴线移动，并在所述第二电动驱动装置(8)上设置有适于驱动所述CCD摄像头(7)绕所述集热管(3)的中轴线转动的第三电动驱动装置，所述第一电动驱动装置(5)、第二电动驱动装置(8)和第三电动驱动装置通过运动控制卡连接到装有图像处理软件的主控计算机(9)，所述CCD摄像头(7)通过图像采集卡连接到所述主控计算机(9)，所述主控计算机(9)具有显示器，所述第一电动驱动装置(5)和所述第二电动驱动装置(8)工作时驱动所述CCD摄像头(7)和所述光源(6)保持相同的速度向相同的方向移动，所述第一电动驱动装置(5)为电动伸缩杆，所述第三电动驱动装置固定在所述电动伸缩杆的末端，所述CCD摄像头(7)固定在第三电动驱动装置的输出轴上，所述第三电动驱动装置包括电机和减速器，所述电机的输出轴与减速器的输入轴连接，所述减速器的输出轴与所述CCD摄像头(7)固定连接，所述第二电动驱动装置(8)为电动伸缩杆。
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