基于圖像的二次反射鏡面形質量快速檢測方法

孫 楠, 閆克丁

(1.上海晶電新能源有限公司, 上海 201112; 2.西安工業大學, 陜西 西安 710021)

二次反射塔式技術是聚光太陽能熱發電(Concentrated Solar Power,CSP)技術[1]中的一種新型方法。國家能源局于2016年啟動的第一批20個光熱發電示范項目中的玉門某塔式5萬kW光熱發電項目,就是全球首個商用的二次反射塔式聚光太陽能熱發電站[2-4]。二次反射塔式技術通過安裝在地面處的定日鏡,將太陽光反射至安裝在高處的二次反射鏡,再通過二次反射鏡將太陽光反射至安裝在地面處的吸熱器中,實現太陽光的匯聚[5-7]。相對于傳統的塔式聚光太陽能熱發電技術,二次反射塔式技術具有能量密度高、維護成本低等優點,缺點是二次反射鏡的面形精度要求更高,二次反射塔式技術需要一種快速的面形檢測技術以保證聚光效率和發電效率[8]。

常規的工程用鏡面面形檢測技術包括雙目測距方法[9-10]、條紋反射方法[11-13]和接觸式測量方法[14-15]等。雙目測距方法利用視差原理,通過2臺圖像采集器實現被測面的面形檢測,但受限于特征點匹配、檢測視場等因素,難以實現高效率的面形檢測。條紋反射方法使用不同周期的條紋圖像對待測面進行檢測,系統布置相對復雜,易受振動等環境因素影響檢測精度。接觸式檢測方法采用如關節臂測量機等設備對被測面進行逐點檢測,獲得被測面的三維點云數據,再通過求解特定點曲面法線的方法間接獲得該點的鏡面法線,但耗時較長,且接觸二次反射鏡鏡面易對反射面造成損壞。……