專利名稱：利用人工光源調(diào)整曲面定日鏡面型的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定日鏡面型調(diào)整方法，特別涉及利用人工光源調(diào)整曲面定日鏡面型的方法。
背景技術(shù)：
塔式太陽能熱發(fā)電站用定日鏡是一種高精度日光反射定位裝置。焦距較大的定日鏡精度 對(duì)定日鏡光學(xué)誤差相當(dāng)敏感。曲面定日鏡根據(jù)其外形大小的不同，可以僅由單面反光鏡構(gòu)成， 也可以采用多面反光鏡拼接而成。無論采用哪種形式，構(gòu)成定日鏡的反光鏡都稱為子鏡。子 鏡角度的偏差會(huì)使定日鏡整體面型偏離設(shè)計(jì)值，從而引起反射光線的偏轉(zhuǎn)，無法到達(dá)設(shè)計(jì)位 置。因此在定日鏡面型調(diào)整中，子鏡角度調(diào)整至關(guān)重要。常用的定日鏡面型調(diào)整方法是使定 日鏡處于自動(dòng)跟蹤太陽能狀態(tài)，然后調(diào)節(jié)各個(gè)子鏡角度，使其反射的太陽光至靶面預(yù)定位置。 該方法受制于太陽輻射條件，當(dāng)太陽高度角低、直射輻射差時(shí)，接收屏上的光斑模糊且亮度 低，使得調(diào)整精度下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有調(diào)整技術(shù)受太陽光直射輻射強(qiáng)度限制較大的缺點(diǎn)，提供一種利 用人工光源調(diào)整曲面定日鏡面型的方法。
本發(fā)明利用沿曲面上任意一點(diǎn)法線方向入射到該點(diǎn)的入射光線，其反射光線沿原路返回 的性質(zhì)，在待調(diào)子鏡面幾何中心點(diǎn)的法線上選定某一位置放置人工光源，該光源發(fā)出的光線 入射到待調(diào)子鏡面幾何中心點(diǎn)上，調(diào)整待調(diào)子鏡面方向，使其幾何中心點(diǎn)處的反射光線原路 返回，則子鏡面角度調(diào)整完畢。因球面具有其上各點(diǎn)法線通過球心的特殊幾何性質(zhì)，故將球 面和其它曲面的調(diào)整方法分別描述-
一.球面定日鏡面型調(diào)整方法的步驟如下
1、根據(jù)球面鏡的方程，計(jì)算需要調(diào)整的子鏡面的幾何中心點(diǎn)位置。 具體計(jì)算方法如下
以球面定日鏡整體鏡面的幾何中心點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)、以正北向?yàn)閤軸、垂直地面向上為y 軸、正東向?yàn)閆軸，建立坐標(biāo)系，此坐標(biāo)系稱為鏡面坐標(biāo)系。
假定定日鏡反射面為半徑R-600m的球面，定日鏡鏡面面向正東，則此時(shí)球面鏡的方程
3為2-i — Vi 2—x2—y2 。假定定日鏡采光口為i0xl0m的正方形，由4個(gè)子鏡組成。將R-
600m代入定日鏡球面方程。可得鏡面坐標(biāo)系下四個(gè)子鏡面幾何中心點(diǎn)坐標(biāo)分別為(2.5， 2.5， 0.0104)、 (2.5， -2.5， 0.0104)、 (-2.5， 2.5， 0.0104)、 (-2.5， -2.5, 0.0104);此時(shí)球心坐標(biāo)為 (0， 0， 600)。
2、 將子鏡面凡何中心點(diǎn)調(diào)整到上述步驟1計(jì)算得到的位置。 具體調(diào)整方法如下
第一，以具有三維坐標(biāo)定位測(cè)試功能的測(cè)量?jī)x器(如全站儀，測(cè)距儀等)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn) 為原點(diǎn)、以正北向?yàn)閤軸、垂直地面向上為y軸、正東向?yàn)閦軸，建立坐標(biāo)系，此坐標(biāo)系稱 為測(cè)量?jī)x器坐標(biāo)系。
第二，通過該儀器測(cè)得鏡面坐標(biāo)系原點(diǎn)在測(cè)量?jī)x器坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(a, b， c)，單位為 m。此時(shí)，球面定日鏡球心在測(cè)試儀器坐標(biāo)系下的坐標(biāo)位置為(a， b， 600+c)，單位為m。
第三，根據(jù)坐標(biāo)變換，將鏡面坐標(biāo)系下各子鏡面幾何中心點(diǎn)的位置坐標(biāo)變換為在測(cè)試儀 器坐標(biāo)系下的位置坐標(biāo)。上例中的四個(gè)子鏡面幾何中心點(diǎn)位置坐標(biāo)在測(cè)試儀器坐標(biāo)系下的位 置坐標(biāo)為(2.5+a, 2.5+b， 0.0104+c)、 (2.5+a， 一2.5+b， 0.0104+c)、 (一2,5+a, 2.5 + b， 0細(xì)4+c)、 (_2.5+a， 一2.5+b, 0細(xì)4+c)，單位為m。
第四，調(diào)整子鏡面幾何中心點(diǎn)位置，直至通過測(cè)距儀測(cè)量，其坐標(biāo)位置與第三步中的計(jì) 算結(jié)果相一致，然后將球面定日鏡子鏡面幾何中心點(diǎn)位置鎖定。在實(shí)際操作過程中，子鏡面 幾何中心點(diǎn)位置的安裝不可避免的會(huì)引入誤差。子鏡面兀何中心點(diǎn)在xyz三個(gè)方向允許分別 引入10cm以內(nèi)的誤差。
3、 在球心處放置人工光源，調(diào)整子鏡面角度。
具體調(diào)整方法如下
第一，利用坐標(biāo)變換計(jì)算球心位置。
上例中，球面鏡球心在測(cè)試儀器坐標(biāo)系下的位置坐標(biāo)為(a， b， 600+c)，單位為m。 第二，在球心處放置一個(gè)人工光源。
具體要求利用測(cè)試儀器標(biāo)識(shí)出球面鏡球心位置。在球心位置處放置一個(gè)人工光源，該 人工光源可繞球心位置旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度要求能使光源出射光線照射在需要調(diào)整的子鏡面幾何 中心點(diǎn)處即可，且人工光源出射光為口徑較小的平行光束。同樣，實(shí)際操作過程中，人工光 源放置位置在xyz三個(gè)方向允許分別引入5cm以內(nèi)的誤差。
第三，調(diào)整人工光源的出射光方向，使其指向需要調(diào)整的子鏡面的幾何中心點(diǎn)。調(diào)整子鏡面的角度，直至該子鏡面幾何中心點(diǎn)處的反射光線沿原路返回。
具體方法如下為便于觀察，在人工光源前放置一觀察屏，觀察屏的幾何中心位置開有 一個(gè)與人工光源出射光口徑尺寸相同的孔。通過連接裝置將觀察屏與人工光源固定在一起， 且觀察屏可與人工光源同時(shí)同角度轉(zhuǎn)動(dòng)，并保證觀察屏幾何中心位置的孔徑中心與人工光源 出射光口徑中心的連線與出射光方向平行，觀察屏垂直于出射光方向。首先調(diào)整子鏡面角度， 使反射光線照射在觀察屏上，繼續(xù)調(diào)整子鏡面角度，使反射光線從觀察屏上的中心孔通過， 此時(shí)固定好子鏡面方位，該子鏡面角度調(diào)整完畢。
4、重復(fù)步驟2，調(diào)整其它子鏡面，待所有子鏡面調(diào)整完畢，所述球面定日鏡調(diào)整完
二.其它曲面定日鏡面型調(diào)整方法
調(diào)整步驟如下
1、 根據(jù)曲面鏡的方程，計(jì)算需要調(diào)整的子鏡面的幾何中心點(diǎn)位置。 具體計(jì)算方法如下-
以正北向?yàn)閄軸，垂直地面向上為y軸，正東向?yàn)閆軸建立坐標(biāo)系，稱為鏡面坐標(biāo)系。 在此坐標(biāo)系下，使定日鏡面向正東放置，且保證定日鏡各點(diǎn)的Z軸坐標(biāo)均為正值。此時(shí)
定日鏡曲面方程為FO，乂"-^c2 +》/+Dx_v + J￡^ + F;^ + G:x + i^ + /z + Jr = 0其中， 丄5、 C、 i)、丑、F、 G、 H、 /、 J為參數(shù)。若x軸、y軸的坐標(biāo)已知，則此時(shí)對(duì)應(yīng)的z軸坐 標(biāo)為
一-0^ +尸"/)±7的+尸工+ /)2 -4C(血2+~ + /)— z = ^ = ,z (x， J/)
因?yàn)閦軸坐標(biāo)值為正，因此很容易判斷z軸坐標(biāo)表達(dá)式中士號(hào)的取舍。 假定定日鏡采光口為10xl0m的正方形，由4個(gè)子鏡組成?？傻盟膫€(gè)子鏡面幾何中心點(diǎn)
坐標(biāo)分別為Ch(2.5，2.5， F2(2.5,2.5) )、02(2.5,-2.5， Fz(2.5，-2.5) )、03(-2.5，2.5， Fz( 2.5，2.5))、
04 (-2.5, -2.5, Fz (-2.5,-2.5))。
2、 將需要調(diào)整的子鏡面幾何中心點(diǎn)調(diào)整到上述步驟1計(jì)算得到的位置。 具體調(diào)整方法如下-
第一，以具有三維坐標(biāo)定位測(cè)試功能的測(cè)量?jī)x器(如全站儀，測(cè)距儀等)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn) 為原點(diǎn)、以正北向?yàn)閤軸、垂直地面向上為y軸、正東向?yàn)閦軸，建立坐標(biāo)系，此坐標(biāo)系稱 為測(cè)量?jī)x器坐標(biāo)系。
第二，通過該儀器測(cè)得鏡面坐標(biāo)系原點(diǎn)在測(cè)量?jī)x器坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(a， b, c),單位為m。第三，根據(jù)坐標(biāo)變換，將鏡面坐標(biāo)系下各子鏡面幾何中心點(diǎn)的位置坐標(biāo)變換為在測(cè)試儀 器坐標(biāo)系下的位置坐標(biāo)。上例中的四個(gè)子鏡面幾何中心點(diǎn)位置坐標(biāo)在測(cè)試儀器坐標(biāo)系下的位
置坐標(biāo)為(2.5+a， 2.5+b， Fz(2.5,2.5)+c)、 (2.5+a' —2.5+b， Fz(2.5,-2.5)+c)、 (_2.5
+a， 2.5+b， i^(一2.5，2.5)+c)、 (一2.5+a, —2.5+b， Fz(—2.5，-2.5)+c)，單位為m。
第四，調(diào)整子鏡面幾何中心點(diǎn)位置，直至通過測(cè)距儀測(cè)量，其坐標(biāo)位置與第三步中的計(jì) 算結(jié)果相一致，然后將球面定日鏡子鏡面幾何中心點(diǎn)位置鎖定。在實(shí)際操作過程中，子鏡面 幾何中心點(diǎn)位置的安裝不可避免的會(huì)引入誤差。子鏡面幾何中心點(diǎn)在xyz三個(gè)方向允許分別 引入10cm以內(nèi)的誤差。
3、確定人工光源放置位置，調(diào)整子鏡面角度。
具體調(diào)整方法如下-
對(duì)于不同的子鏡面，人工光源放置的位置不同，下面以幾何中心點(diǎn)為Oi (2.5， 2.5， ^(2.5,2.5))的子鏡面為例，說明子鏡面角度調(diào)整方法。
第一，確定人工光源放置位置。 在鏡面坐標(biāo)系下，定日鏡曲面方程為
F(x，y,z)=爿x2 + Sy2 + Cz2 + D砂+ + Fxz + Gx +坊+ + J" = 0 則曲面y(x， 乂力對(duì)x的導(dǎo)數(shù)為 & (;c， 乂 z) = 2J;c + Dy +尸z + G 曲面F(x,3/，力對(duì)y的導(dǎo)數(shù)為i^O,乂z)-25;;+ & + & + 曲面FO,;;，z)對(duì)x的導(dǎo)數(shù)為《0,:F，2) = 2Cz + ￡:_y + Fx + / 那么，對(duì)于曲面上任意一點(diǎn)(xQ，_y。,2fl)，其法線方程為
《Oo,yo，-o) ,yOoJo，Zo) Fz(x0,_y0,z0)
在法線上選取一點(diǎn)M作為人工光源的放置位置，M點(diǎn)的z軸坐標(biāo)值為^ ,則由上式可知， M點(diǎn)的坐標(biāo)值& = :，"，， -z。) + x。， 4 = _z。) + yo 。
M點(diǎn)在測(cè)試儀器坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值M'為將子鏡面1的幾何中心點(diǎn)的坐標(biāo)值Ch(2.5， 2.5，尸2(2.5，2.5))帶入上式;c。 =2.5 、 y。 =2.5、 z。=《(2.5,2.5)，即可得到人工光源放置位置在測(cè)試儀器坐標(biāo)系下的坐標(biāo)Jl/;。 第二，在測(cè)試儀器坐標(biāo)系下的M,'位置處放置人工光源。
具體要求利用測(cè)距儀標(biāo)識(shí)出M;位置。在M;位置處放置一個(gè)人工光源，該人工光源可
繞M;旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度要求能使光源出射光線照射在需要調(diào)整的子鏡面幾何中心點(diǎn)處即可。且
人工光源出射光為口徑較小的平行光束。同樣，實(shí)際操作過程中，人工光源放置位置在xyz 三個(gè)方向允許分別引入5cm以內(nèi)的誤差。
第三，調(diào)整人工光源的出射光方向，使其指向需要調(diào)整的子鏡面的幾何中心點(diǎn)。 第四，調(diào)整子鏡面的角度，直至該子鏡面幾何中心點(diǎn)處的反射光線原路返回。 具體方法如下在人工光源前放置一觀察屏，觀察屏的幾何中心位置開有一個(gè)與人工光 源出射光口徑尺寸相同的孔。通過連接裝置將觀察屏與人工光源固定在一起，且觀察屏可與 人工光源同時(shí)同角度轉(zhuǎn)動(dòng)，并保證觀察屏中間位置的孔徑中心與人工光源出射光口徑中心的 連線與出射光方向平行，觀察屏垂直于出射光方向。首先調(diào)整子鏡面角度，使反射光線照射 在觀察屏上，繼續(xù)調(diào)整子鏡面角度，使反射光線從觀察屏上的中心孔通過，此時(shí)固定好子鏡 面方位，該子鏡面角度調(diào)整完畢。
4、重復(fù)步驟2，調(diào)整其它子鏡面，待所有子鏡面調(diào)整完畢，所述定日鏡調(diào)整完畢。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的方法示意圖。 圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的方法示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖l所示為本發(fā)明定日鏡面型調(diào)整方法的實(shí)施例1。在該實(shí)施例中，設(shè)定
a. 定日鏡整體面型是球面半徑為600米的球面；
b. 人工光源出射光為橫截面是圓形的平行光；
c. 通過子鏡面幾何中心點(diǎn)處反射光線在觀察屏上的光斑位置判斷待調(diào)子鏡面的角度調(diào) 整情況。
球面定日鏡面型調(diào)整裝置包括人工光源1、人工光源與觀察屏之間的連接裝置2、觀察屏 3、觀察屏中間位置的孔徑中心4、人工光源支撐架5、定日鏡待調(diào)子鏡面6、定日鏡子鏡面 幾何中心點(diǎn)7、定日鏡整體面型球面的球心8。具體調(diào)整步驟如下-
1. 按照?qǐng)D1所示連接好各部分。
確定球面定日鏡的球心位置8，將人工光源1安裝在該位置，通過人工光源支撐架5支 撐人工光源1。人工光源1可繞球心8自由轉(zhuǎn)動(dòng)，保證人工光源1出射光中心光線的反向延 長(zhǎng)線通過球心8。通過連接裝置2將觀察屏3與人工光源1固定在一起，且觀察屏3可與人 工光源1同時(shí)同角度轉(zhuǎn)動(dòng)，并保證觀察屏3中間位置的孔徑中心4在人工光源1出射光中心 光線上，觀察屏與出射光方向保持垂直。調(diào)試者可通過觀察屏3上的反射光斑圖像來調(diào)節(jié)子 鏡面6方向。
2. 將子鏡面6幾何中心點(diǎn)7的位置調(diào)整到位。 如圖1所示，具體方法如下
第一，以具有三維坐標(biāo)定位測(cè)試功能的測(cè)量?jī)x器(如全站儀，測(cè)距儀等)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn) 為原點(diǎn)、以正北向?yàn)閤軸、垂直地面向上為y軸、正東向?yàn)閦軸，建立坐標(biāo)系，此坐標(biāo)系稱 為測(cè)量?jī)x器坐標(biāo)系。
第二，通過該儀器測(cè)得鏡面坐標(biāo)系原點(diǎn)在測(cè)量?jī)x器坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(a， b， c)，單位為 m。此時(shí)，球面定日鏡球心位置8在測(cè)試儀器坐標(biāo)系下的坐標(biāo)位置為(a， b， 600+c)，單位 為m。
第三，根據(jù)坐標(biāo)變換，將鏡面坐標(biāo)系下各子鏡面幾何中心點(diǎn)的位置坐標(biāo)變換為在測(cè)試儀 器坐標(biāo)系下的位置坐標(biāo)。上例中的四個(gè)子鏡面幾何中心點(diǎn)位置坐標(biāo)在測(cè)試儀器坐標(biāo)系下的位 置坐標(biāo)為(2.5+a， 2.5+b， 0細(xì)4+c)、 (2.5+a， 一2.5+b， 0.0104+c)、 (一2.5+a， 2.5 + b， 0.0104+c)、 (一2.5+a， 一2.5+b， 0.0104+c)，單位為m。
第四，調(diào)整子鏡面幾何中心點(diǎn)位置，直至通過測(cè)距儀測(cè)量，其坐標(biāo)位置與第三步中的計(jì) 算結(jié)果相一致，然后將球面定日鏡子鏡面幾何中心點(diǎn)位置鎖定。在實(shí)際操作過程中，子鏡面 幾何中心點(diǎn)位置的安裝不可避免的會(huì)引入誤差。子鏡面幾何中心點(diǎn)在xyz三個(gè)方向允許分別 引入10cm以內(nèi)的誤差。
3. 在球心8處放置一個(gè)人工光源1。
該人工光源1可繞球心8進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，且人工光源出射光為橫截面是圓形的平行光。實(shí)際 操作過程中，人工光源放置位置在xyz三個(gè)方向允許分別引入5cm以內(nèi)的誤差。
4. 調(diào)整人工光源的出射方向，使其指向待調(diào)子鏡面6的幾何中心點(diǎn)7，出射光線與待調(diào) 子鏡面6交于該子鏡面的幾何中心點(diǎn)7處。
5. 首先調(diào)整子鏡面6角度，使反射光線照射在觀察屏3上；繼續(xù)調(diào)整子鏡面角度，使觀
察屏3上的反射光線光斑逐漸靠近觀察屏3中間位置的孔徑，直至反射光線從觀察屏3的中心孔通過，此時(shí)固定好子鏡面6的角度，該子鏡面調(diào)整完畢。
對(duì)其它子鏡面重復(fù)步驟2 5，直至所有子鏡面調(diào)整完畢，此時(shí)所述定日鏡調(diào)整完畢。 圖2所示為本發(fā)明定日鏡面型調(diào)整方法的實(shí)施例2。在該實(shí)施例中，設(shè)定
a. 定日鏡整體面型為二次曲面，面型方程為
F(x,y,z) = 乂x2 + _S;/2 + Cz2 + + ￡_yz + ++ /fy + /z + ■/ = 0 ;
b. 人工光源出射光為橫截面是圓形的平行光；
C.通過觀察屏上子鏡面幾何中心點(diǎn)處反射光線的光斑位置判斷待調(diào)子鏡面的角度調(diào)整 情況。
曲面定日鏡面型調(diào)整裝置包括人工光源1、人工光源與觀察屏之間的連接裝置2、觀察屏 3、觀察屏中間位置的孔徑中心4、人工光源支撐架5、定日鏡待調(diào)子鏡面6、定日鏡子鏡面 幾何中心點(diǎn)7、人工光源放置位置8。
具體調(diào)整步驟如下
1. 將子鏡面6的幾何中心點(diǎn)位置7調(diào)整到位。 調(diào)整方法如發(fā)明內(nèi)容第二部分所述。 如圖2所示，具體方法如下
第一，以正北向?yàn)閤軸，垂直地面向上為y軸,正東向?yàn)閦軸建立坐標(biāo)系，稱為鏡面坐 標(biāo)系。計(jì)算子鏡面6的幾何中心點(diǎn)位置7在鏡面坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(m,n，k)，單位為m。
第二，以具有三維坐標(biāo)定位測(cè)試功能的測(cè)量?jī)x器(如全站儀，測(cè)距儀等)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn) 為原點(diǎn)、以正北向?yàn)閤軸、垂直地面向上為y軸、正東向?yàn)閦軸，建立坐標(biāo)系，此坐標(biāo)系稱 為測(cè)量?jī)x器坐標(biāo)系。
第三，通過該儀器測(cè)得鏡面坐標(biāo)系原點(diǎn)在測(cè)量?jī)x器坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(a， b， c)，單位為m。
第四，根據(jù)坐標(biāo)變換，將鏡面坐標(biāo)系下子鏡面6的幾何中心點(diǎn)7的位置坐標(biāo)(m ,n ,k) 變換為在測(cè)試儀器坐標(biāo)系下的位置坐標(biāo)(m+a，n+b，k+c)，單位為m。
第五，調(diào)整子鏡面幾何中心點(diǎn)位置，直至通過測(cè)距儀測(cè)量，其坐標(biāo)位置與第四步中的計(jì) 算結(jié)果相一致，然后將球面定日鏡子鏡面幾何中心點(diǎn)位置鎖定。在實(shí)際操作過程中，子鏡面 幾何中心點(diǎn)位置的安裝不可避免的會(huì)引入誤差。子鏡面幾何中心點(diǎn)在xyz三個(gè)方向允許分別 引入10cm以內(nèi)的誤差。
2. 根據(jù)子鏡面6幾何中心點(diǎn)位置7，確定人工光源放置位置8 如圖2所示，具體方法如下第一，以正北向?yàn)閤軸，垂直地面向上為y軸，正東向?yàn)閦軸建立坐標(biāo)系，稱為鏡面坐 標(biāo)系。根據(jù)鏡面坐標(biāo)系下定日鏡的面型方程計(jì)算子鏡面6的幾何中心點(diǎn)7處的法線方程。 第二，在法線上選取一點(diǎn)M作為人工光源的放置位置，點(diǎn)M在鏡面坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為 (d,e，f )，單位為m。
第三，以具有三維坐標(biāo)定位測(cè)試功能的測(cè)量?jī)x器(如全站儀，測(cè)距儀等)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn) 為原點(diǎn)、以正北向?yàn)閤軸、垂直地面向上為y軸、正東向?yàn)閦軸，建立坐標(biāo)系，此坐標(biāo)系稱 為測(cè)量?jī)x器坐標(biāo)系。
第四，通過該儀器測(cè)得鏡面坐標(biāo)系原點(diǎn)在測(cè)量?jī)x器坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(a， b， c)，單位為
m0
第五，根據(jù)坐標(biāo)變換，將鏡面坐標(biāo)系下點(diǎn)M的坐標(biāo)(d，e,f )變換為在測(cè)試儀器坐標(biāo)系 下的位置坐標(biāo)(d+a^+b，f+c)，單位為m。
第六，利用測(cè)距儀標(biāo)識(shí)出坐標(biāo)為(d+a,e+b，f+c)的位置，該位置即為人工光源放置位置8。
3. 按照?qǐng)D2所示連接好各部分。
將人工光源1安裝在人工光源放置位置8,通過人工光源支撐架5支撐人工光源1。人工 光源出射光為口徑較小的平行光束。且人工光源1可繞人工光源放置位置8旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度 要求能使光源出射光線照射在需要調(diào)整的子鏡面幾何中心點(diǎn)處即可。保證人工光源1出射光 中心光線的反向延長(zhǎng)線通過人工光源放置位置8。實(shí)際操作過程中，人工光源放置位置在xyz 三個(gè)方向允許分別引入5cm以內(nèi)的誤差。通過連接裝置2將觀察屏3與人工光源1固定在一 起，且觀察屏3可與人工光源1同時(shí)同角度轉(zhuǎn)動(dòng)，并保證觀察屏3中間位置的孔徑中心4在 人工光源1出射光中心光線上，觀察屏與出射光方向保持垂直。調(diào)試者可通過觀察屏3上的 反射光斑圖像來調(diào)節(jié)子鏡面6方向。
4. 調(diào)整人工光源l的出射方向，使其指向待調(diào)子鏡面6的幾何中心點(diǎn)7，出射光線與待 調(diào)子鏡面6交于該子鏡面的幾何中心點(diǎn)7處。
5. 首先調(diào)整子鏡面6角度，使反射光線照射在觀察屏3上；繼續(xù)調(diào)整子鏡面角度，使觀 察屏3上的反射光線光斑逐漸靠近觀察屏3中間位置的孔徑，直至反射光線從觀察屏3的中 心孔通過，此時(shí)固定好子鏡面6的角度，該鏡面調(diào)整完畢。
6. 對(duì)其它子鏡面重復(fù)步驟1 5，直至所有子鏡面調(diào)整完畢，此時(shí)所述定日鏡調(diào)整完畢。
權(quán)利要求
1、 一種利用人工光源調(diào)整曲面定日鏡面型的方法，其特征是在待調(diào)子鏡面幾何中心點(diǎn)的 法線上選定放置人工光源(1)的位置，在此位置上放置人工光源(1);所述的人工光源(1) 發(fā)出的光線入射到待調(diào)子鏡面幾何中心點(diǎn)上，調(diào)整待調(diào)子鏡面方向，使所述子鏡面幾何中心 點(diǎn)處的反射光線原路返回，則子鏡面角度調(diào)整完畢。
2、 按照權(quán)利要求l所述的利用人工光源調(diào)整曲面定日鏡面型的方法，其特征是調(diào)整曲面 定曰鏡面型的步驟如下第一，根據(jù)理論計(jì)算，確定定日鏡中各子鏡面幾何中心點(diǎn)位置坐標(biāo)；第二，調(diào)整各子鏡面中心點(diǎn)，使其固定到步驟l計(jì)算得到的位置坐標(biāo)；第三，將人工光源(1)放置在在子鏡面幾何中心點(diǎn)的法線上，使人工光源可繞光源(l)的放置點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，使人工光源(1)出射的平行光照射在待調(diào)整的子鏡面(6)幾何中心點(diǎn)； 第四，調(diào)整子鏡面(6)的角度，使子鏡面(6)中心點(diǎn)處的反射光線原路返回，當(dāng)在放置于人工光源(1)前，與人工光源(1)同時(shí)同角度轉(zhuǎn)動(dòng)的觀察屏(3)上觀察到子鏡面中心點(diǎn)處的反射光線通過觀察屏(3)上的孔時(shí)，所述子鏡角度調(diào)整到位。第五，重復(fù)上述操作步驟調(diào)整其它子鏡面，直至所有子鏡面調(diào)整完畢，此時(shí)該定日鏡調(diào)整完畢。
3、 按照權(quán)利要求l所述的利用人工光源調(diào)整曲面定日鏡面型的方法，其特征是對(duì)于球面 定日鏡，人工光源(l)放置在球心位置。
全文摘要
一種利用人工光源調(diào)整曲面定日鏡面型的方法，該定日鏡由一面或多面子鏡組成。在需要調(diào)整的子鏡面的幾何中心點(diǎn)法線上選取一點(diǎn)放置人工光源。對(duì)于球面鏡，可以將人工光源放置在球心處。按下述步驟調(diào)整定日鏡面型一、計(jì)算各子鏡面中心點(diǎn)在球面上的坐標(biāo)；二、將各子鏡面中心點(diǎn)調(diào)整到該位置；第三、放置可旋轉(zhuǎn)的人工平行光源；第四、調(diào)整光的出射方向，使其指向待調(diào)子鏡面的中心點(diǎn)；第五、調(diào)整子鏡面的角度，直至子鏡面中心點(diǎn)處的反射光線沿原路返回，該子鏡面即調(diào)整完畢。
文檔編號(hào)G02B7/185GK101311764SQ20081011655
公開日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2008年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月11日
發(fā)明者鴻 劉, 劉曉冰, 剛 孫, 張喜良, 王志峰, 王曉宇, 粱文峰, 臧春城, 郭明煥, 秩 阮 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電工研究所