一种定日镜工装支撑测量装置

本发明涉及太阳能光热发电，具体而言，涉及一种定日镜工装支撑测量装置。

背景技术：

1、近年来，电力需求的不断增长与化石能源的日益枯竭之间的矛盾已日渐突出，人类正面临可持续发展的重大挑战。太阳能以其绿色、无污染、可再生等优点，成为新能源的热点。与传统光伏发电不同，太阳能光热发电利用数以万计的平面镜或凹面镜(又称定日镜)反射太阳光斑到集热装置上，加热集热装置内的物质，通过热传导装置与水进行换热产生水蒸气，从而带动汽轮机运转，达到发电的目的。光热发电的热转换效率高，并且在发电过程中利用太阳能加热的物质(水、油或熔盐)进行热存储，发出的电质量高、稳定性好，对电网冲击小。

2、定日镜是塔式光热发电系统的关键部件，其用于将太阳光反射到吸热塔上的能量聚集装置。每面定日镜由若干面子镜拼接而成，构成一个矩形或正五边形的拼接镜。定日镜是在工装平台上完成拼接、灌胶、固定等工序。定日镜装配基座上共有上百个支撑螺栓，支撑螺栓顶部为球头，并与橡胶垫通过球头联接构成球铰。橡胶垫与每块玻璃反射镜的镜面直接接触。定日镜装配前需要用跟踪仪对装配基座上所有支撑螺栓顶部球头坐标进行测量，以装配基座为x-y平面，以支撑螺栓球头距离基座的高度为z，确保工装基座上的螺栓球头z坐标构成的曲面满足定日镜的面型装配要求。

3、当前定日镜装配生产中，常通过抽检的方式来检测定日镜装配后的面型质量，抽选一些装配好的定日镜送入面型检测车间采用光学的方式进行检测，检测效率低，无法做到对定日镜进行全检。同时，定日镜在灌胶过程中会出现因定日镜支架下压力量过大导致部分镜面碎裂。所以，设计一种能够监测工装基座上所有支撑螺栓橡胶垫与镜面间的间隙变化，同时监测定日镜玻璃镜面承受的压力，避免镜面压裂，以此来保证灌胶前后定日镜的面型满足要求的定日镜工装支撑测量装置是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种定日镜工装支撑测量装置，解决现有技术的不足，其可用于取代橡胶垫，通过实时监测工装基座上所有支撑螺栓基座与镜面间的间隙变化，以便工人对其给予及时的调整，同时监测定日镜玻璃镜面承受的压力，避免工人施加的压力过大使镜面压裂，以此来保证灌胶前后定日镜的面型满足要求，以此作为现有光学面型检测方式的补充，从而来达到对定日镜面型的装配质量的控制。

2、本发明的实施例是这样实现的：

3、本发明提供了一种定日镜工装支撑测量装置，包括：测量定日镜工装支撑螺栓与镜面间隙的位移测量模块和监测镜面受力的测力模块；所述位移测量模块包括基座，所述基座上部开设有零件腔，所述零件腔中心固定设置有中空的支撑柱，所述支撑柱外侧由下至上依次套设有参考线圈、信号采集电路、位移测量线圈，所述参考线圈、信号采集电路、位移测量线圈之间均通过支撑柱外壁的凸台分隔固定；所述测力模块包括设置在支撑柱内侧底部的垫块，所述垫块上轴向设置有测力弹簧，所述测力弹簧上端固定有测力测头；所述零件腔上部设置有基座盖，所述基座盖中部开设有中心孔，所述测力测头穿过中心孔与基座盖滑动配合。

4、进一步的，所述基座下部设置有连接单元，所述连接单元中部开设有与支撑螺栓球头球形铰接的球形孔。

5、进一步的，所述基座盖上表面为锥形凹面，所述锥形凹面的锥角不小于170°。

6、进一步的，所述中心孔位于锥形凹面最低处。

7、进一步的，所述基座上部的高度h不大于15mm，自由状态下的测力测头顶端与基座盖最高点之间的间距大于0mm，小于2mm。

8、进一步的，所述参考线圈上表面和位移测量线圈下表面均覆盖有磁屏蔽材料层。

9、进一步的，所述参考线圈和位移测量线圈为pcb线圈、体积型线圈或者封装在磁屏蔽体中的绕制线圈中的一种。

10、进一步的，所述信号采集电路包括谐振电路和测频电路；所述测频电路测量lc谐振电路输出的频率信号；

11、所述参考线圈、位移测量线圈分别与电容c并联接入谐振电路，构成lc谐振电路，输出频率信号，经过测频电路，获得lc谐振电路的频率值并送入单片机；基于参考线圈和位移测量线圈测量的频率差，实现对定日镜工装支撑螺栓与镜面间隙位移的测量。

12、所述测力弹簧与电容c并联接入谐振电路，构成lc谐振电路，输出频率信号，经过测频电路，获得lc谐振电路的频率值，并送入单片机；测力弹簧轴向长度发生改变时其电感、阻抗随之发生变化，通过测量lc谐振电路频率的变化实现对镜面受力的测量。

13、进一步的，所述信号采集电路还集成有温度和湿度传感器，用于补偿漂移。

14、相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

15、1)本发明在一个基座中集成了测量定日镜工装支撑螺栓与镜面间隙的位移测量模块和监测镜面受力的测力模块，具有结构紧凑、集成度高的特点，既能对支撑螺栓与镜面的间隙测量，又能对镜面的受力情况进行监测，对于提高定日镜装配质量，避免镜面压裂，以及降低成本有重要的帮助；

16、2)本发明的定日镜工装支撑测量装置替代了现有的橡胶垫，将其下部的连接单元直接与支撑螺栓的球头连接，形成球铰，使安装在支撑测量装置上的镜面可随着被测镜面角度的改变而改变。

技术特征：

1.一种定日镜工装支撑测量装置，其特征在于，包括：测量定日镜工装支撑螺栓(11)与镜面(12)间隙的位移测量模块和监测镜面(12)受力的测力模块；

2.根据权利要求1所述的定日镜工装支撑测量装置，其特征在于：所述基座(1)下部设置有连接单元，所述连接单元中部开设有与支撑螺栓(11)球头球形铰接的球形孔。

3.根据权利要求1所述的定日镜工装支撑测量装置，其特征在于：所述基座盖(9)上表面为锥形凹面，所述锥形凹面的锥角不小于170°。

4.根据权利要求3所述的定日镜工装支撑测量装置，其特征在于：所述中心孔位于锥形凹面最低处。

5.根据权利要求1所述的定日镜工装支撑测量装置，其特征在于：所述基座(1)上部的高度h不大于15mm，自由状态下的测力测头(3)顶端与基座盖(9)最高点之间的间距大于0mm，小于2mm。

6.根据权利要求1所述的定日镜工装支撑测量装置，其特征在于：所述参考线圈(2)上表面和位移测量线圈(8)下表面均覆盖有磁屏蔽材料层。

7.根据权利要求1所述的定日镜工装支撑测量装置，其特征在于：所述参考线圈(2)和位移测量线圈(8)为pcb线圈、体积型线圈或者封装在磁屏蔽体中的绕制线圈中的一种。

8.根据权利要求1或6或7所述的定日镜工装支撑测量装置，其特征在于：所述信号采集电路包括谐振电路和测频电路；所述参考线圈(2)、位移测量线圈(8)分别与电容c并联接入谐振电路，构成lc谐振电路；同时，所述测力弹簧(4)与电容c并联接入谐振电路，构成lc谐振电路；所述测频电路测量lc谐振电路输出的频率信号；

9.根据权利要求1所述的定日镜工装支撑测量装置，其特征在于：所述信号采集电路(7)还集成有温度和湿度传感器，用于补偿漂移。

技术总结本发明提出了一种定日镜工装支撑测量装置，包括测量定日镜工装支撑螺栓与镜面间隙的位移测量模块和监测镜面受力的测力模块；位移测量模块包括基座、零件腔、中空的支撑柱、参考线圈、信号采集电路、位移测量线圈，所述参考线圈、信号采集电路、位移测量线圈之间均通过支撑柱外壁的凸台分隔固定；测力模块包括垫块、测力弹簧、测力测头；零件腔上部设置有基座盖，基座盖中部开设有中心孔，测力测头穿过中心孔与基座盖滑动配合。其不仅能对支撑螺栓与镜面间隙进行测量，而且可以监测玻璃镜面的受力情况，有助于控制定日镜装配过程中面型质量，降低玻璃因受力不均压裂的风险，提高定日镜装配效率。技术研发人员：陆小龙,王宗文,田贵云,谭云华,于明,廖国生受保护的技术使用者：四川大学技术研发日：技术公布日：2024/7/25