[发明专利]太阳能抛物面聚光焦斑测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能抛物面聚光焦斑测试装置，该装置充分利用半导体激光器产生的直线光束，通过抛物面镜体反射测试聚光焦斑，其装置简单，方法易行，广泛适用于各种抛物面聚光装置。属太阳能利用技术领域。

背景技术

建立太阳能聚光装置是实现太阳能利用的基本技术手段，特别是在太阳能抛物面槽式太阳能聚光发电装置中，主要借助抛物面聚光装置实现聚焦并完成光热转换。抛物面聚焦属于线聚焦，同时也属于镜像聚焦，要求聚光装置成像清晰，镜像焦斑成为一条聚光直线，能够最大限度聚集光能，只有这样才能保证光热转换效率最大化。但是，由于在镜体加工制作、安装、桁架制作以及集热管安装过程中都会存在误差，最终会导致聚光焦斑偏离设计指标，无法保证光热转换效率最大。目前测试抛物面槽式太阳能聚光装置的方法主要借助摄影设备如照相机，通过照相透镜观测集热管位置，方法虽然简便，但只能检测经聚光装置反射的集热管的镜像位置，而不能检测镜像焦斑的有效宽度及焦线位置，特别是在我国发展槽式太阳能热发电的初期，亟需提供一种简便的测试装置和方法，既可以对现场安装的聚光装置进行检测和调试，同时逐步积累经验为建立我国的抛物面聚光检测标准做准备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为太阳能抛物面聚光装置提供一种简单实用的聚光焦斑测试装置。

本发明是由以下技术方案解决的：

太阳能抛物面聚光焦斑测试装置由可见光激光发射器、激光测试接收靶、固定支架组成，其特征在于：所述可见光激光发射器由半导体LD激光模组、调焦聚光镜头、电源电路等组成，如激光笔、激光水准仪等类似能够产生红、绿等可见光波长的激光直束点聚焦发射器，其中优选激光水准仪也称激光水平仪。所述激光测试接收靶是带有刻度的测试纸、毛玻璃板以及半透明的塑料板，或者采用光电激光硅靶、激光栅格靶、高感度激光接收器等激光接收装置。所述固定支架是安装可见光激光发射器和激光测试接收靶的金属支架，该支架包括垂直支架和水平支架，分别带有可滑动槽和紧固装置。可见光激光发射器安装在垂直支架上，激光测试接收靶安装在水平支架上。

测试方法是：将激光测试接收靶安装在水平支架上，位于抛物面聚光装置聚光焦斑处，激光测试接收靶中心点应为抛物面聚焦装置中心水平延长线与激光测试接收靶中心交汇点，并可以在延长线上水平移动；可见光激光发射器安装在垂直支架上，垂直支架与抛物面聚焦装置中心水平延长线成90度垂直夹角，并可由聚光镜体中心上下移动至聚光镜体曲面上下端。可见光激光发射器发射窗口面向聚光镜体，激光光束与聚焦装置中心延长线成水平状态，照射聚光镜反射至激光测试接收靶，经调焦后保证激光光斑最小，准备工作结束后，垂直移动可见光激光发射器并逐点记录激光光斑在测试接收靶上的光斑位置，然后水平移动激光测试接收靶，记录光斑中心距离，经反复调试和测量，光斑最小处即为最佳聚光焦斑和焦斑宽度。

该装置特别之处是充分利用了可见光激光光束的直线性和焦点精细的特性，装置简单，方法易行，测试和调校还可同时进行。该装置经改进还可以实现自动运行和记录，特别是采用光电激光硅靶、激光栅格靶、高感度激光接收器等激光接收装置还可直接与计算机连接，在可见光激光发射器垂直运动或激光测试接收靶水平运动中实现动态检测。

附图说明

图1：是本发明示意图

其中：1.可见光激光发射器；2、激光测试接收靶；3、垂直支架；4、水平支架；5、抛物面太阳能聚光器

具体实施方式

太阳能抛物面聚光焦斑测试装置由可见光激光发射器、激光测试接收靶、固定支架组成，可见光激光发射器包括半导体LD激光模组、调焦聚光镜头、电源电路等，如激光笔、激光水准仪等类似可产生红、绿等可见光波长的激光直束点聚焦发射器。

激光测试接收靶可以是带有刻度的测试纸、毛玻璃板以及半透明的塑料板，或者采用光电激光硅靶、激光栅格靶、高感度激光接收器等激光接收装置。

固定支架安装可见光激光发射器和激光测试接收靶，该支架包括垂直支架和水平支架，分别带有可滑动槽和紧固装置。可见光激光发射器安装在垂直支架上，激光测试接收靶安装在水平支架上。

测试方法是：将激光测试接收靶安装在水平支架上，位于抛物面聚光装置聚光焦斑处，激光测试接收靶中心点应为抛物面聚焦装置中心水平延长线与激光测试接收靶中心交汇点，并可以在延长线上水平移动；可见光激光发射器安装在垂直支架上，垂直支架与抛物面聚焦装置中心水平延长线成90度垂直夹角，并可由聚光镜体中心上下移动至聚光镜体曲面上下端。可见光激光发射器发射窗口面向聚光镜体，激光光束水平射向聚光镜，经聚光镜反射至激光测试接收靶，经调焦后保证激光光斑最小，准备工作结束后，垂直移动可见光激光发射器并逐点记录激光光斑在测试接收靶上的光斑位置，然后水平移动激光测试接收靶，记录光斑中心距离，经反复调试和测量，光斑最小处即为最佳聚光焦斑和焦斑宽度。