焦斑偏移量测试方法与流程

本发明属于线聚焦太阳能聚光集热系统技术领域，具体涉及一种焦斑偏移量测试方法。

背景技术：

由于跟踪误差及太阳入射角的影响，槽式聚光器焦斑会发生中心偏移现象，而偏移量的大小直接影响光热耦合能力。因此，确定焦斑中心偏移量大小至关重要。

目前，针对焦斑中心偏移量的确定主要采用建立聚光器几何数学模型，利用几何关系求解焦斑中心偏移量。该种方法较为繁琐，不能实时监测焦斑中心偏移量，而且精度较低。故而适用性和实用性受到限制。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可有效提高检测精度且使有稳定性好的焦斑偏移量测试方法。

实现本发明目的的技术方案是：一种焦斑偏移量测试方法，包括槽式聚光器、测试靶、铠装热电偶、tp700数据传输系统和固定架，所述铠装热电偶成直线设置在测试靶上，且所述铠装热电偶通过固定支架进行固定，在测试靶底标注-70－+70mm的刻度标尺，方法包括以下步骤：

步骤a，根据铠装热电偶获得焦斑温度场分布实测数据，其中最中心测温点为t0，并根据测试靶底的刻度确定焦斑中心偏移方向；

步骤b，使用高斯函数对温度分布曲线进行拟合分析得到焦斑中心偏移量大小；

步骤c，将拟合得到的焦斑偏移量与测试靶移动距离得到函数关系表达式；

步骤d，实时检测焦斑偏移量，调整吸热器接收位置并跟踪系统运行状态。

在步骤b中，高斯函数为

式中：a—为高斯函数的峰高，xc—为峰位置，ω—为半峰宽，以上参数均是高斯函数特征数；

其中焦斑中心具有最高温度，是分布曲线峰值，即拟合得到的高斯函数中峰位置xc作为焦斑中心，大小代表焦斑偏移量，负值代表焦斑发生中心向左偏移，正值反之。

步骤c中，得到的

函数表达式为y＝0.42587-0.00211x+0.05932x²+0.0036x³

其中x是垂直方向的移动距离，y是焦斑水平面上的偏移量。

所述测试靶底为石棉板。

本发明具有积极的效果：本发明中焦斑中心偏移量测试靶结构简单、并且使用稳定可靠，同时利用高斯函数拟合原理确定焦斑中心偏移量大小，大大提高了计算精度，时效性强，使用稳定性好且适用性强。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中测试靶底面结构示意图；

图3为本发明的拟合结果图示表；

图4为本发明中焦斑偏移量及拟合曲线图；

图5为本发明中测试靶底面的测试温度分布图。

具体实施方式

(实施例1)

图1至图5显示了本发明的一种具体实施方式，其中图1为本发明的结构示意图；图2为本发明中测试靶底面结构示意图；图3为本发明的拟合结果图示表；图4为本发明中焦斑偏移量及拟合曲线图；图5为本发明中测试靶底面的测试温度分布图。在图5中，中心测温点为t0，中心以左各测温点分别为t1’、t2’、t3’，中心以右各测温点分别为t1、t2、t3。

见图1至图5，一种焦斑偏移量测试方法，包括槽式聚光器1、测试靶2、铠装热电偶3、tp700数据传输系统4和固定架5，所述铠装热电偶成直线设置在测试靶上，且所述铠装热电偶通过固定支架进行固定，在测试靶底标注-70－+70mm的刻度标尺，方法包括以下步骤：

步骤a，根据铠装热电偶获得焦斑温度场分布实测数据，其中最中心测温点为t0，并根据测试靶底的刻度确定焦斑中心偏移方向；

步骤b，使用高斯函数对温度分布曲线进行拟合分析得到焦斑中心偏移量大小；

步骤c，将拟合得到的焦斑偏移量与测试靶移动距离得到函数关系表达式；

步骤d，实时检测焦斑偏移量，调整吸热器接收位置并跟踪系统运行状态。

在步骤b中，高斯函数为

式中：a—为高斯函数的峰高，xc—为峰位置，ω—为半峰宽，以上参数均是高斯函数特征数；

其中焦斑中心具有最高温度，是分布曲线峰值，即拟合得到的高斯函数中峰位置xc作为焦斑中心，大小代表焦斑偏移量，负值代表焦斑发生中心向左偏移，正值反之。

步骤c中，得到的

函数表达式为y＝0.42587-0.00211x+0.05932x²+0.0036x³

其中x是垂直方向的移动距离，y是焦斑水平面上的偏移量。

所述测试靶底为石棉板。采用石棉板，可以防止焦斑处温度过高。

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。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种焦斑偏移量测试方法，包括槽式聚光器、测试靶、铠装热电偶、TP700数据传输系统和固定架，方法包括以下步骤：步骤A，根据铠装热电偶获得焦斑温度场分布实测数据，并根据测试靶底的刻度确定焦斑中心偏移方向；步骤B，使用高斯函数对温度分布曲线进行拟合分析得到焦斑中心偏移量大小；步骤C，将拟合得到的焦斑偏移量与测试靶移动距离得到函数关系表达式；步骤D，实时检测焦斑偏移量，调整吸热器接收位置并跟踪系统运行状态。本发明中焦斑中心偏移量测试靶结构简单、并且使用稳定可靠，同时利用高斯函数拟合原理确定焦斑中心偏移量大小，大大提高了计算精度，时效性强，使用稳定性好且适用性强。

技术研发人员：王志敏;田瑞;赵明智;齐井超;苏擘;郭枭;宋力;王亚辉
受保护的技术使用者：内蒙古工业大学
技术研发日：2017.05.22
技术公布日：2017.09.08