塔式太阳能聚热发电定日镜面形检测方法研究

作     者：王涛 

作者单位：西安理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵跃

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：定日镜 面形检测 成像 图像处理 

摘      要：定日镜是塔式太阳能热发电中一个很重要的部件,它是将太阳能辐射聚集到吸热塔上的能量聚集装置,定日镜的面形会决定它反射太阳光的位置,所以对定日镜面形的检测非常重要。现有的方法对于塔式定日镜检测存在各种各样的问题,因而,迫切需要一种方法,可以更快,更高效的检测定日镜面形。本文针对大型定日镜(100平方米左右)检测困难的问题,通过分析条纹反射法的一些局限性,并对其进行改进,提出一种用图像处理技术来进行面形检测的方法,力图实现定日镜安装后的现场镜面检测。方案重新设计了检测装置的结构,将标定板放于被测镜正前方,并将标定板中心与被测镜面中心对齐,相机放在标定板的中心,标定板上的标定图案采用环形圈,通过拍摄标定板在定日镜中所成像,根据像的形变来求出镜面面形。采用维视MV—3000UV工业相机进行原始图像采集,在上位机中利用相关图像算法对图像进行灰度化、二值化、形态学处理、连通域标记等图像预处理,求出图像中标记点距离图像中心的物理距离,根据推导出的成像公式重新计算镜面的空间坐标点,并且对计算结果进行迭代,不断优化结果,最后通过仿真来验证整个方法的可行性。本文在理论验证完成后,通过结合项目的实际环境,在户外有太阳光等干扰情况下,将标定图案用LED灯代替环形圈,提高了抗干扰能力,并且用LED灯可以晚上检测,提高镜场效率。