[发明专利]挠曲柱面反射式聚光镜制造方法

权利要求书

1.一种挠曲柱面反射镜的制造方法，包括如下步骤：

原片选择：选择制镜级的浮法玻璃作为加工原片，在完成清洗、干燥程序后，分别对玻璃的两个表面根据统计要求随机选择若干测点，测试其粗糙度，选取该值合格的作为备用原片；

支座设置：在热弯炉内设置能够使玻璃自由转动的支座，以避免玻璃在支座处产生不利于玻璃成型的弯矩；支座的跨度设置依据所要获得的挠曲面反射镜的面型由计算得出，计算方法根据简支梁的挠度理论进行；

热弯和退火：进行热弯、维持和退火，以使玻璃的杨氏弹性模量达到设定的指标，同时使玻璃表面维持平滑；

表面粗糙度检测与用途聚类：检测玻璃的表面粗糙度，然后根据检测结果分类供应于不同的使用系统；采用蒸发镀膜或磁控溅射技术镀反射涂层；

光路检测与尺寸聚类：对完成镀膜及保护层的反射镜进行面型、焦斑大小和焦距测试并标出每块镜面的最小焦斑宽度及焦距；根据焦斑宽度的大小，按照一定的容许误差分成若干大组，然后在各组中根据焦距的大小，按照一定的容许误差再分成若干小组。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征是：所述的支座设置步骤中，两端支座设置成具有不同的高度，由此形成非对称的挠曲面反射镜面型，其具体面型根据简支梁的挠度理论计算得出。

3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征是：所述的支座设置步骤中，支座的钢板具有5-15度的向下倾角。

4.根据权利要求1-3之一所述的制造方法，其特征是：所述的热弯和退火步骤中，在玻璃的局部区域设置绝热板，形成小区域的绝热空间，对该区域调整加热电阻丝的发热量，调节该区域的热弯和退火温度，达到对挠曲柱面玻璃的局部面型进行微调的目的。

5.根据权利要求1所述的制造方法，反射镜用于聚焦太阳能，其特征在于，

在原片选择步骤中，选取该值低于10nm的作为备用原片；并根据聚光系统设计要求确定玻璃原片的宽度，以使镜面具有设计的焦距；

在热弯和退火步骤后，进行玻璃裁切：退火完成后切除靠近支座的一部分边缘镜面，以提高镜面的几何聚光比；

在表面粗糙度检测与聚类步骤中，选取玻璃第一表面和第二表面的粗糙度均小于40nm的为合格品；

还增加步骤：施加微调集中线荷载：在工程安装现场通过夹具对安装在镜面支架上的挠曲柱面聚光镜施加集中线荷载，以进一步微调曲面面型，提高曲面面型的拟合度，使各镜面的安装焦距与设计焦距相同。

6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征是：所述的支座设置步骤中，两端支座设置成具有不同的高度，由此形成非对称的挠曲柱面聚光镜面型，其具体面型根据简支梁的挠度理论计算得出。

7.根据权利要求5所述的制造方法，其特征是：所述的热弯和退火步骤中，在玻璃的局部区域设置绝热板，形成小区域的绝热空间，对该区域调整加热电阻丝的发热量，调节该区域的热弯温度，达到对挠曲柱面玻璃的局部面型进行微调的目的。

8.根据权利要求5-7之一所述的制造方法，其特征是：所述的热弯和退火步骤中，第一，退火温度从575℃开始，在575-490℃范围内退火的速率小于15K/min；在490-450℃范围内退火的速率小于5K/min；在450-370℃范围内退火的速率小于15K/min；在370℃-常温范围内退火的速率小于50K/min，以保证玻璃内部充分释放应力及维持表面光滑；第二，除支座处之外，玻璃的正反面各处在加热和退火过程中维持具有均匀的温度场，抽除热弯炉内部分空气，使炉内气压小于10⁴Pa，同时将距离玻璃正反面较近的空间区域用钢板围合，钢板外围设置加热装置，使钢板形成一个面加热源，保证温度场的最高值与最低值之差不大于2K，各区布置独立的热电阻以监控温度场的均匀性；所述的玻璃裁切步骤中，对于布置在聚光镜组中间、理论设计入射角为零的镜面实施两端对称切除；对于布置在聚光镜组两侧、理论设计入射角不为零的镜面，仅对靠近镜组中间的一侧实施切除。

9.根据权利要求5所述的制造方法，其特征是：所述的表面粗糙度检测与用途聚类步骤中，镀反射涂层表面的第二表面粗糙度＜20nm的供热利用系统使用，粗糙度在20-40nm之间的供聚光光伏系统使用；粗糙度较大的镜面用于入射角较大的反射镜，粗糙度较小的镜面用于入射角较小的反射镜。

10.根据权利要求5-7之一所述的制造方法，其特征是：所述的施加微调集中线荷载步骤中，在挠曲柱面聚光镜截面中点处布置中线夹具，中线夹具包括柔性辊和位于柔性辊两端的夹座，夹座上有夹持机构及力量显示装置，调整夹持机构的施力大小，通过柔性辊在挠曲柱面聚光镜截面中点处沿柔性辊方向施加集中线荷载；或者在挠曲柱面聚光镜截面两端布置边缘夹具，对裁切后的边缘通过边缘夹具施加弯矩，进一步调节形成最终所需的挠曲柱面反射镜，边缘夹具包括柔性夹板和位于柔性夹板两端的夹座，夹座上有夹持机构及力量显示装置，调整夹持机构的施力大小，通过柔性夹板在挠曲柱面聚光镜截面两端处沿柔性夹板方向施加集中线荷载。