[发明专利]太阳能槽式曲面反光镜面形误差检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及镜面检测领域，具体涉及一种太阳能槽式曲面反光镜的面形误差检测装置。

背景技术

在太阳能利用领域，为了提高太阳辐射能流密度，需要采用太阳能聚光器。槽式聚光器是目前太阳能利用领域应用较广的聚光方式，在一些国家(如德国、西班牙)已经实现商业化生产，在我国仍处于起步阶段。槽式聚光器由多片曲面反光镜拼接而成，曲面反光镜的面形精度决定了槽式聚光器的聚光性能，因此对曲面反光镜面形误差的检测至关重要。为实现槽式曲面反光镜的批量化、标准化生产，需要提供一种能快速、在线检测槽式曲面反光镜面形误差的检测方法及装置。槽式曲面反光镜的面形误差用镜面上某点法线方向与该点理想法线方向的偏角来表示，误差一般在毫弧度量级。

目前，槽式曲面反光镜面形误差的检测方法主要有激光逐点扫描法、摄影测量法、反射栅格摩尔条纹检测法等。激光逐点扫描法是利用激光束照射被测曲面反光镜，激光束经曲面反光镜反射后，投射到位于曲面反光镜约2倍焦距处的接收屏上，通过记录激光束在接收屏上的投射位置反推被测点的法线方向，该方法精度较高，但需要进行大量点的数据采集，非常耗时，不适合快速、在线检测槽式曲面反光镜。摄影测量法是先在被测曲面反光镜上粘贴大量标志点，利用相机在不同角度对这些标志点进行成像，通过像点、物点的空间位置关系求解标志点的坐标，并拟合出曲面反光镜的三维图形，该装置较简单，但需要在反光镜表面粘贴大量标志点，繁琐而耗时，也不适合快速、在线检测槽式曲面反光镜。反射栅格摩尔条纹检测法是利用相机拍摄栅格条纹经被测曲面反光镜反射所成的像，栅格条纹的像携带了被测曲面反光镜的调制信息，对栅格条纹的像进行图像处理，进而反演被测曲面反光镜的面形信息，该方法是一种可以实现快速检测的好方法，但对曲面反光镜的定位精度要求较高，并且后续的图像处理较为复杂。

发明内容

本发明为解决现有对槽式曲面反光镜面形误差的检测时存在检测过程繁琐耗时，并且不适合快速、在线检测的问题，同时存在对后续的图像处理复杂的问题，提供一种太阳能槽式曲面反光镜面形误差检测装置。

一种太阳能槽式曲面反光镜面形误差检测装置，该装置包括光源装置、自校准装置和图像采集与处理装置；所述光源装置包括激光器、扩束镜和分束镜组；图像采集与处理装置包括光屏、相机和计算机；

所述激光器发出的光束经扩束镜扩束后再经分束镜组分束并反射，经分束镜组分束后的测试光束投射至被测曲面反光镜上，经分束镜组反射的自校准光束入射至自校准装置，所述自校准装置对投射至被测曲面反光镜上的测试光束的平行度校准；所述光屏接收被测曲面反光镜反射的光斑信息，相机采集光屏上的光斑信息并将光斑信息传输至计算机中，计算机通过接收的光斑信息判断被测曲面反光镜的面形误差。

本发明的有益效果：本发明太阳能槽式曲面反光镜面形误差检测装置可快速、准确的对太阳能槽式曲面反光镜的面形进行在线检测；本装置是使用光学系统模拟平行太阳光入射到被测曲面反光镜上，使用相机拍摄曲面反光镜投射到焦平面上的光斑，对光斑进行图像处理，进而判断被测曲面反光镜的面形误差是否合乎使用要求。本装置对被测曲面反光镜的定位精度要求较低，图像处理简单，检测精度较高，检测速度快，结合扫描与调节机构可实现被测曲面反光镜的在线检测，易于操作，成本较低。

附图说明

图1是本发明太阳能槽式曲面反光镜面形误差检测装置的实施例1的结构图；

图2是本发明太阳能槽式曲面反光镜面形误差检测装置的实施例2的结构图。

图中，1、激光器，2、扩束镜，3、分束镜组，4、倾斜分束镜，5、水平分束镜，6、分束镜单元，7、自校准光束，8、测试光束，9、f-θ透镜，10、CCD探测器，11、滑动横梁，12、导轨，13、被测曲面反光镜，14、升降支杆，15、挡板，16、相机，17、三脚架，18、光屏，19、数据线一，20、数据线二，21、计算机，22、传送装置，23、快门。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1说明本实施方式，太阳能槽式曲面反光镜面形误差检测装置，包括光源装置、自校准装置和图像采集与处理装置。

所述的光源装置包括激光器1、扩束镜2和分束镜组3；所述的分束镜组3由一系列的分束镜单元6组成，每个分束镜单元6由两片分束镜组成(倾斜分束镜4和水平分束镜5)，两片分束镜的夹角为45°。