CN103512903A - 一种自动测量定日镜表面清洁度的方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动测量定日镜表面清洁度的方法，其包括步骤：建立待测定日镜表面清洁度的数学模型；提取标准镜投射到接收面上的光斑图像，移走标准镜后，提取此时接收面上的背景图像；提取待测镜投射到接收面上的光斑图像，移走待测镜后，提取此时接收面上的背景图像；将得到的标准镜的光斑图像、背景图像以及待测镜的光斑图像、背景图像应用于所述数学模型，得到待测定日镜表面清洁度。本方法解决了在塔式太阳能光热发电领域里的大规模定日镜镜场中的成千上万定日镜表面清洁度的测量，具有很强的实用性；同时本发明测量定日镜表面清洁度成本低，且效率高，适合于大规模定日镜镜场。

Description

一种自动测量定日镜表面清洁度的方法及***

技术领域

本专利涉及塔式太阳能光热发电领域，尤其涉及一种自动测量定日镜表面清洁度的方法及***。 

背景技术

在塔式太阳能光热发电领域中，采用大量的定日镜将太阳光聚集到吸热塔上的吸热器，加热工质，产生高温高压蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。其中大量定日镜组成的定日镜场，是塔式太阳能光热发电***的重要组成部分，用于将分散的太阳辐射收集并投射到吸热器上，从而实现塔式太阳能电站的光热转换。 

目前，国际上已经建成的示范和商业的塔式电站都具有大型的定日镜场，如PS20有624面121m²的定日镜，镜场总反射面积75000m²；SEDC有1640面7.3m²的定日镜，镜场总反射面积12000m²；ESolar有12180面1.14m²的定日镜，镜场总反射面积13836m²；GemaSolar有2650面120m²的定日镜，镜场总反射面积318000m²。上述大型的定日镜场，随着电站的正常运营，定日镜表面的清洁度会越来越低，直接影响整个镜场所提供的能量，进而影响塔式太阳能光热发电***的整体发电量，因此，需要对镜场定日镜表面清洁度进行测量，当定日镜镜面清洁度低于一定值时，将对定日镜实施清洗工作，以此来保证定日镜镜场所能提供的能量满足额定发电要求。 

文献《Final Test and Evaluation Results from the Solar Two Project》中提到用手持装置SMS Micro-Scan测量定日镜表面清洁度，测量结果直接受采样位置和数量的影响，成本高且测量效率低，不适用大规模镜场定日镜表面清洁度的测量。 

发明内容

本发明提供了一种自动测量定日镜表面清洁度的方法，其特征在于， 

建立待测定日镜表面清洁度的数学模型； 

提取标准镜投射到接收面上的光斑图像，移走标准镜后，提取此时接收面上的背景图像； 

提取待测镜投射到接收面上的光斑图像，移走待测镜后，提取此时接收面上的背景图像； 

将得到的标准镜的光斑图像、背景图像以及待测镜的光斑图像、背景图像应用于所述数学模型，得到待测定日镜表面清洁度。 

较佳地，所述标准镜的光斑图像、背景图像包括标准镜投射到接收面上的光斑图像的灰度和

以及移走标准镜时接收面上的背景图像的灰度和

；所述待测镜的光斑图像、背景图像包括待测镜投射到接收面上的光斑图像的灰度和

以及移走待测镜时接收面上的背景图像的灰度和

。 

较佳地，所述数学模型为 

${\mathrm{\η}}_{\mathrm{clr}2}=\frac{({\mathrm{spot}}_{{\mathrm{sum}}_2}-{\mathrm{bg}}_{{\mathrm{sum}}_2})*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{sb}}_1}}{({\mathrm{spot}}_{{\mathrm{sum}}_1}-{\mathrm{bg}}_{{\mathrm{sum}}_1})*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{sb}}_2}},$

其中，所述η_clr2：待测定日镜表面清洁度； 

η_sb1：标准镜的阴影遮挡效率； 

η_sb2：待测镜的阴影遮挡效率； 

其中

由标准镜的光斑图像、背景图像以及待测镜的光斑图像、背景图像中提取，

由理论计算或仿真测试获得。 

较佳地，所述测定日镜表面清洁度的数学模型的建立过程为： 

建立定日镜表面清洁度的数学模型

标准定日镜表面清洁度为 $1=\frac{{\mathrm{Gray}}_{{\mathrm{sum}}_1}*C}{{\mathrm{DNI}}_1*S_h*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{eff}}_1}*{\mathrm{\η}}_{\mathrm{ref}}},$

待测定日镜表面清洁度为 ${\mathrm{\η}}_{\mathrm{cl}{r}_2}=\frac{{\mathrm{Gray}}_{{\mathrm{sum}}_2}*C}{{\mathrm{DNI}}_2*S_h*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{eff}}_2}*{\mathrm{\η}}_{\mathrm{ref}}},$

综合两式得到 ${\mathrm{\η}}_{{\mathrm{clr}}_2}=\frac{{\mathrm{Gray}}_{{\mathrm{sum}}_2}*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{sb}}_1}}{{\mathrm{Gray}}_{{\mathrm{sum}}_1}*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{sb}}_2}},$

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{Gray}}_{{\mathrm{sum}}_1}={\mathrm{spot}}_{{\mathrm{sum}}_1}-{\mathrm{bg}}_{{\mathrm{sum}}_1}\\ {\mathrm{Gray}}_{{\mathrm{sum}}_2}={\mathrm{spot}}_{{\mathrm{sum}}_2}-{\mathrm{bg}}_{{\mathrm{sum}}_2}\end{array}\right.,$

最后得到待测镜表面清洁度的表达式为 

${\mathrm{\η}}_{{\mathrm{clr}}_2}=\frac{({\mathrm{spot}}_{{\mathrm{sum}}_2}-{\mathrm{bg}}_{{\mathrm{sum}}_2})*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{sb}}_1}}{({\mathrm{spot}}_{{\mathrm{sum}}_1}-{\mathrm{bg}}_{{\mathrm{sum}}_1})*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{sb}}_2}}.$

较佳地，所述特定相机为CCD相机。 

本发明还提供了一种自动测量定日镜表面清洁度的***，包括标准镜、与接收面，其还包括 

图像接收单元：用于提取标准镜投射到接收面上的光斑图像，移走标准镜后，提取此时接收面上的背景图像；提取待测镜投射到接收面上的光斑图像，移走待测镜后，提取此时接收面上的背景图像； 

计算处理单元：接收将得到的标准镜的光斑图像、背景图像以及待测镜的光斑图像、背景图像，将所述标准镜的光斑图像、背景图像以及待测镜的光斑图像、背景图像应用于内置的待测定日镜表面清洁度的数学模型得到待测定日镜表面清洁度。 

较佳地，所述标准镜的光斑图像、背景图像包括标准镜投射到接收面上的光斑图像的灰度和

以及移走标准镜时接收面上的背景图像的灰度和

所述待测镜的光斑图像、背景图像包括待测镜投射到接收面上的光斑图像的灰度和

以及移走待测镜时接收面上的背景图像的灰度和

较佳地，所述数学模型为 

${\mathrm{\η}}_{\mathrm{clr}2}=\frac{({\mathrm{spot}}_{{\mathrm{sum}}_2}-{\mathrm{bg}}_{{\mathrm{sum}}_2})*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{sb}}_1}}{({\mathrm{spot}}_{{\mathrm{sum}}_1}-{\mathrm{bg}}_{{\mathrm{sum}}_1})*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{sb}}_2}},$

其中，所述η_clr2：待测定日镜表面清洁度； 

η_sb1：标准镜的阴影遮挡效率； 

η_sb2：待测镜的阴影遮挡效率； 

其中

由标准镜的光斑图像、背景图像以及待测镜的光斑图像、背景图像中提取

可由理论仿真亦可进行测试获得。 

较佳地，所述测定日镜表面清洁度的数学模型的建立过程为： 

建立定日镜表面清洁度的数学模型

标准定日镜表面清洁度为 $1=\frac{{\mathrm{Gray}}_{{\mathrm{sum}}_1}*C}{{\mathrm{DNI}}_1*S_h*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{eff}}_1}*{\mathrm{\η}}_{\mathrm{ref}}},$

待测定日镜表面清洁度为 ${\mathrm{\η}}_{\mathrm{cl}{r}_2}=\frac{{\mathrm{Gray}}_{{\mathrm{sum}}_2}*C}{{\mathrm{DNI}}_2*S_h*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{eff}}_2}*{\mathrm{\η}}_{\mathrm{ref}}},$

综合两式得到 ${\mathrm{\η}}_{{\mathrm{clr}}_2}=\frac{{\mathrm{Gray}}_{{\mathrm{sum}}_2}*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{sb}}_1}}{{\mathrm{Gray}}_{{\mathrm{sum}}_1}*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{sb}}_2}},$

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{Gray}}_{{\mathrm{sum}}_1}={\mathrm{spot}}_{{\mathrm{sum}}_1}-{\mathrm{bg}}_{{\mathrm{sum}}_1}\\ {\mathrm{Gray}}_{{\mathrm{sum}}_2}={\mathrm{spot}}_{{\mathrm{sum}}_2}-{\mathrm{bg}}_{{\mathrm{sum}}_2}\end{array}\right.,$

最后得到待测镜表面清洁度的表达式为 

${\mathrm{\η}}_{{\mathrm{clr}}_2}=\frac{({\mathrm{spot}}_{{\mathrm{sum}}_2}-{\mathrm{bg}}_{{\mathrm{sum}}_2})*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{sb}}_1}}{({\mathrm{spot}}_{{\mathrm{sum}}_1}-{\mathrm{bg}}_{{\mathrm{sum}}_1})*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{sb}}_2}}$

较佳地，所述特定相机为CCD相机。 

本发明的有益效果是： 

(1)本方法可实现自动测量定日镜表面清洁度，解决了在塔式太阳能光热发电领域里的大规模定日镜镜场中的成千上万定日镜表面清洁度的测量，具有很强的实用性； 

(2)本方法对于测量定日镜表面清洁度成本低，且效率高，适合于大规模定日镜镜场。 

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。 

附图说明

图1为本发明实施例提供的定日镜表面清洁度测量的过程示意图； 

图2为本发明实施例提供的待测镜在接收面的光斑图像； 

图3为本发明实施例提供的待测镜在接收面的背景图像； 

图4为本发明实施例提供的标准镜在接收面的光斑图像； 

图5为本发明实施例提供的标准镜在接收面的背景图像。 

具体实施例

本发明提供了一种自动测量定日镜表面清洁度的方法，其包括下述步骤： 

建立待测定日镜表面清洁度的数学模型； 

提取标准镜投射到接收面上的光斑图像，移走标准镜后，提取此时接收面上的背景图像； 

提取待测镜投射到接收面上的光斑图像，移走待测镜后，提取此时接收面上的背景图像； 

将得到的标准镜的光斑图像、背景图像以及待测镜的光斑图像、背景图像应用于所述数学模型，得到待测定日镜表面清洁度。 

其中所述数学模型为 

${\mathrm{\η}}_{\mathrm{clr}2}=\frac{({\mathrm{spot}}_{{\mathrm{sum}}_2}-{\mathrm{bg}}_{{\mathrm{sum}}_2})*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{sb}}_1}}{({\mathrm{spot}}_{{\mathrm{sum}}_1}-{\mathrm{bg}}_{\mathrm{su}{m}_1})*{\mathrm{\η}}_{s{b}_2}},$

其中，所述η_clr2：待测定日镜表面清洁度； 

η_sb1：标准镜的阴影遮挡效率； 

η_sb2：待测镜的阴影遮挡效率； 

其中

由标准镜的光斑图像、背景图像以及待测 镜的光斑图像、背景图像中提取，

可由理论仿真亦可进行测试获得。 

所述标准镜的光斑图像、背景图像包括标准镜投射到接收面上的光斑图像的灰度和

以及移走标准镜时接收面上的背景图像的灰度和

所述待测镜的光斑图像、背景图像包括待测镜投射到接收面上的光斑图像的灰度和

以及移走待测镜时接收面上的背景图像的灰度和

本发明还提供了一种自动测量定日镜表面清洁度的***，其包括 

图像接收单元：用于提取标准镜投射到接收面上的光斑图像，移走标准镜后，提取此时接收面上的背景图像；提取待测镜投射到接收面上的光斑图像，移走待测镜后，提取此时接收面上的背景图像； 

计算处理单元：接收将得到的标准镜的光斑图像、背景图像以及待测镜的光斑图像、背景图像，将所述标准镜的光斑图像、背景图像以及待测镜的光斑图像、背景图像应用于内置的待测定日镜表面清洁度的数学模型得到待测定日镜表面清洁度。 

其中，所述标准镜的光斑图像、背景图像包括标准镜投射到接收面上的光斑图像的灰度和

以及移走标准镜时接收面上的背景图像的灰度和

所述待测镜的光斑图像、背景图像包括待测镜投射到接收面上的光斑图像的灰度和

以及移走待测镜时接收面上的背景图像的灰度和

所述数学模型为 

${\mathrm{\η}}_{\mathrm{clr}2}=\frac{({\mathrm{spot}}_{{\mathrm{sum}}_2}-{\mathrm{bg}}_{{\mathrm{sum}}_2})*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{sb}}_1}}{({\mathrm{spot}}_{{\mathrm{sum}}_1}-{\mathrm{bg}}_{{\mathrm{sum}}_1})*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{sb}}_2}},$

其中，所述η_clr2：待测定日镜表面清洁度； 

η_sb1：标准镜的阴影遮挡效率； 

η_sb2：待测镜的阴影遮挡效率； 

其中

由标准镜的光斑图像、背景图像以及待测镜的光斑图像、背景图像中提取，

可由理论仿真亦可进行测试获得。 

实施例 

本实施例提供的图像接收单元为CCD相机，本实施例的前置条件是CCD相机光电响应是线性的且测量期间DNI稳定，接收面表面是理想漫反射面。 

如图1，通过控制定日镜的角度，使得光斑投射到接收面上，同时CCD相机拍摄光斑图像。当接收面上无光斑时，CCD相机拍摄此时的背景图像。 

建立的测量定日镜表面清洁度的数学模型过程如下： 

CCD相机最终输出图像的灰度值(Gray)受入射光辐射亮度、光学***、CCD光电转换以及电子学***等因素影响。入射光经光学***的滤光片、光学镜头及快门后照射到CCD芯片上，则CCD像面处的辐射能Q_e(λ)为： 

$Q_e\left(\mathrm{\λ}\right)=\frac{\mathrm{\π}*A_d*L\left(\mathrm{\λ}\right)*{\text{\τ}}_0*t}{{4F}^2}---\left(1\right)$

其中：A_d：CCD探测器面积； 

F：相机的相对孔径数； 

τ₀：光学***透过率； 

L(λ)：入射光的辐射亮度； 

t：曝光时间。 

设CCD的光谱响应函数为R_ccd，则CCD输出的模拟信号为： 

V=Q_e(λ)*R_ccd    (2) 

考虑CCD芯片在光电转换过程中不可避免地存在各类噪声，则经过CCD驱动及处理电路后，CCD最终输出图像的灰度值可表示为： 

$\mathrm{Gray}=\frac{\mathrm{\π}*A_d*L\left(\mathrm{\λ}\right)*{\text{\τ}}_0*t}{{4F}^2}{R}_{\mathrm{ccd}}*G{+N}_1{+N}_2{+N}_3---\left(3\right)$

其中：G：增益放大系数； 

N₁：CCD光电转换过程中的暗电流噪声； 

N₂：与入射辐射亮度无关的噪声包括读书噪声和量化噪声等； 

N₃：与入射辐射亮度有关的噪声，包括光子散粒噪声等。 

在我们的应用中，噪声影响很小，可忽略不计，CCD相机的光电响应函数是线性的，则(3)式可以简化为： 

$\mathrm{Gray}=\frac{\mathrm{\π}*A_d{\text{*\τ}}_0*t}{{4F}^2}{R}_{\mathrm{ccd}}*G*L\left(\mathrm{\λ}\right)---\left(4\right)$

当曝光时间、相机位置、探测面积、相对孔径数等一定时，(4)式中

为一常数，可得CCD相机最终输出图像的灰度值与入射光的辐射亮度值呈线性关系。CCD相机入射光的辐射亮度与拍摄目标表面的能量也是线性关系。因此，当控制定日镜投射到接收面时，CCD相机拍摄接收面有光斑时的图像，记为光斑图像，拍摄完成后，控制光斑从接收面移走，同时CCD相机拍摄接收面无光斑的图像，记为背景图像两者的灰度和之差与定日镜提供的能量可用如下的关系表示： 

$\frac{E_h}{\mathrm{Gra}{y}_{\mathrm{sum}}}=C---\left(5\right)$

其中，E_h：定日镜提供的能量； 

Gray_sum：CCD拍摄图像中光斑区域光斑图像与背景图像的灰度和差； 

C：常数。 

定日镜提供的能量可用如下公式表示： 

E_h=DNI*S_h*η_eff*η_ref*η_clr    (6) 

其中，E_h：定日镜提供的能量； 

DNI：太阳直接辐射； 

η_eff：定日镜的效率； 

S_h：定日镜面积； 

μ_ref：定日镜表面反射率； 

η_clr：定日镜表面清洁度。 

因此， 

${\mathrm{\η}}_{\mathrm{clr}}=\frac{{\mathrm{Gray}}_{\mathrm{sum}}*C}{\mathrm{DNI}*S_h*{\mathrm{\η}}_{\mathrm{eff}}*{\mathrm{\η}}_{\mathrm{ref}}}---\left(7\right)$

因此，当需要测量某面定日镜表面的清洁度(记为待测镜)时，可以将其相邻定日镜表面清洗干净(记为标准镜)，清洁度η_clr可记为1，利用CCD拍摄图像中光斑区域的灰度和记为

太阳直接辐射记为DNI₁，当时的定日镜效率记为

(7)式可写为 

$1=\frac{{\mathrm{Gray}}_{{\mathrm{sum}}_1}*C}{{\mathrm{DNI}}_1*S_h*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{eff}}_1}*{\mathrm{\η}}_{\mathrm{ref}}}---\left(8\right)$

对于待测镜，清洁度记为

利用CCD拍摄图像中光斑区域的灰度和太阳直接辐射记为DNI₂，当时的定日镜效率记为

(7)式可写为 

${\mathrm{\η}}_{{\mathrm{clr}}_2}=\frac{{\mathrm{Gray}}_{{\mathrm{sum}}_2}*C}{{\mathrm{DNI}}_2*S_h*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{eff}}_2}*{\mathrm{\η}}_{\mathrm{ref}}}---\left(9\right)$

(9)／(8)可求得待测镜定日镜表面清洁度为： 

${\mathrm{\η}}_{{\mathrm{clr}}_2}=\frac{{\mathrm{Gray}}_{{\mathrm{sum}}_2}*{\mathrm{DNI}}_1*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{eff}}_1}}{{\mathrm{Gray}}_{{\mathrm{sum}}_1}*{\mathrm{DNI}}_2*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{eff}}_2}}---\left(10\right)$

由于测量期间DNI稳定，且是相邻的定日镜，定日镜效率中除镜间的阴影遮挡效率η_sb外，其他效率如余弦效率可采用近似的关系进行相约： 

因此，(10)式可变为 

${\mathrm{\η}}_{{\mathrm{clr}}_2}=\frac{{\mathrm{Gray}}_{{\mathrm{sum}}_2}*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{sb}}_1}}{{\mathrm{Gray}}_{{\mathrm{sum}}_1}*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{sb}}_2}}---\left(11\right)$

测量待测镜表面清洁度的流程如下： 

①给待测镜下发控制命令，使其光斑投射到接收面上，CCD相机拍摄接收面上有待测镜光斑时的图像，见图2，图像的灰度和记为

②给待测镜下发控制命令，使其光斑从接收面移走，CCD相机拍摄接收面上无待测镜光斑时的背景图像，见图3，图像的灰度和记为

③给标准镜下发控制命令，使其光斑投射到接收面上，CCD相机拍摄接收面上有标准镜光斑时的图像，见图4，图像的灰度和记为

④给标准镜下发控制命令，使其光斑从接收面移走，CCD相机拍摄接收面上无标准镜光斑时的背景图像，见图5，图像的灰度和记为

存在以下关系 

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{Gray}}_{{\mathrm{sum}}_1}={\mathrm{spot}}_{{\mathrm{sum}}_1}-{\mathrm{bg}}_{{\mathrm{sum}}_1}\\ {\mathrm{Gray}}_{{\mathrm{sum}}_2}={\mathrm{spot}}_{{\mathrm{sum}}_2}-{\mathrm{bg}}_{{\mathrm{sum}}_2}\end{array}\right.---\left(14\right)$

因此，待测镜表面清洁度的表达式为 

${\mathrm{\η}}_{{\mathrm{clr}}_2}=\frac{({\mathrm{spot}}_{{\mathrm{sum}}_2}-{\mathrm{bg}}_{{\mathrm{sum}}_2})*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{sb}}_1}}{({\mathrm{spot}}_{{\mathrm{sum}}_1}-{\mathrm{bg}}_{{\mathrm{sum}}_1})*{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{sb}}_2}}---\left(15\right)$

其中，

可由理论仿真亦可进行测试获得。 

对以上测试流程进行程序控制实现，即可自动化实现测量定日镜表面的清洁度。 

为了验证该方法测量定日镜表面清洁度的准确性，特进行以下试验： 

在某塔式太阳能项目镜场中选取某行相邻6面定日镜，按顺序编号为1～6，均清洗干净，通过以上陈述的方法测量其表面的清洁度，具体的测量结果如下： 

定日镜1～6均是清洗后的定日镜，可作为标准镜，其理论清洁度约等于1，利用该方法测量结果的均值1.00385，方差0.0114。考虑到实际定日镜出厂时反射率本身存在小范围的波动，可认为该方法测量定日镜表面清洁度的结果是准确的。 

本发明的有益效果是： 

(3)本方法可实现自动测量定日镜表面清洁度，解决了在塔式太阳能光热发电领域里的大规模定日镜镜场中的成千上万定日镜表面清洁度的测量，具有很强的实用性。 

(4)本方法对于测量定日镜表面清洁度成本低，且效率高，适合于大规模定日镜镜场。例如，某塔式太阳能光热发电项目，镜场有5000多面10m²定日镜，抽样测量500定日镜的清洁度，采用该方法进行测量时，清洗镜清洗完成后，仅需打开测量软件，即可自动完成测量，整个过程仅需要0.5小时即可完成。而使用其他镜面清洁度测试仪对定日镜表面进行清洁度测量时，则需要3人以上共同协作手动测量，花费6小时以上才可完成，而且测量结果还直接受采样位置和数量影响。两者相比，充分体现了该方法在测量效率上的优越性。 

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。 

Claims (10)

1.一种自动测量定日镜表面清洁度的方法，其特征在于， 

建立待测定日镜表面清洁度的数学模型； 

提取标准镜投射到接收面上的光斑图像，移走标准镜后，提取此时接收面上的背景图像； 

提取待测镜投射到接收面上的光斑图像，移走待测镜后，提取此时接收面上的背景图像； 

将得到的标准镜的光斑图像、背景图像以及待测镜的光斑图像、背景图像应用于所述数学模型，得到待测定日镜表面清洁度。 

2.如权利要求1所述的自动测量定日镜表面清洁度的方法，其特征在于，所述标准镜的光斑图像、背景图像包括标准镜投射到接收面上的光斑图像的灰度和 

以及移走标准镜时接收面上的背景图像的灰度和

所述待测镜的光斑图像、背景图像包括待测镜投射到接收面上的光斑图像的灰度和以及移走待测镜时接收面上的背景图像的灰度和

3.如权利要求2所述的自动测量定日镜表面清洁度的方法，其特征在于，所述数学模型为 

其中，所述

待测定日镜表面清洁度； 

标准镜的阴影遮挡效率； 

待测镜的阴影遮挡效率； 

其中

由标准镜的光斑图像、背景图像以及待测 镜的光斑图像、背景图像中提取，

由理论计算或仿真测试获得。 

4.如权利要求3所述的自动测量定日镜表面清洁度的方法，其特征在于，所述测定日镜表面清洁度的数学模型的建立过程为： 

建立定日镜表面清洁度的数学模型 

标准定日镜表面清洁度为

待测定日镜表面清洁度为

综合两式得到

最后得到待测镜表面清洁度的表达式为 

5.如权利要求1所述的自动测量定日镜表面清洁度的方法，其特征在于，所述特定相机为CCD相机。 

6.一种自动测量定日镜表面清洁度的***，包括标准镜与接收面，其特征在于，还包括 

图像接收单元：用于提取标准镜投射到接收面上的光斑图像，移走标准镜后，提取此时接收面上的背景图像；提取待测镜投射到接收面上的光斑图像， 移走待测镜后，提取此时接收面上的背景图像； 

计算处理单元：接收将得到的标准镜的光斑图像、背景图像以及待测镜的光斑图像、背景图像，将所述标准镜的光斑图像、背景图像以及待测镜的光斑图像、背景图像应用于内置的待测定日镜表面清洁度的数学模型得到待测定日镜表面清洁度。 

7.如权利要求6所述的自动测量定日镜表面清洁度的***，其特征在于，所述标准镜的光斑图像、背景图像包括标准镜投射到接收面上的光斑图像的灰度和 以及移走标准镜时接收面上的背景图像的灰度和

所述待测镜的光斑图像、背景图像包括待测镜投射到接收面上的光斑图像的灰度和

以及移走待测镜时接收面上的背景图像的灰度和

8.如权利要求7所述的自动测量定日镜表面清洁度的***，其特征在于，所述数学模型为 

其中，所述η_clr2：待测定日镜表面清洁度； 

η_sb1：标准镜的阴影遮挡效率； 

η_sb2：待测镜的阴影遮挡效率； 

其中

由标准镜的光斑图像、背景图像以及待测镜的光斑图像、背景图像中提取，

可由理论仿真亦可进行测试获得。 

9.如权利要求8所述的自动测量定日镜表面清洁度的***，其特点在于，所述测定日镜表面清洁度的数学模型的建立过程为： 

建立定日镜表面清洁度的数学模型

标准定日镜表面清洁度为

待测定日镜表面清洁度为

综合两式得到

最后得到待测镜表面清洁度的表达式为 

。

10.如权利要求1所述的自动测量定日镜表面清洁度的***，其特征在于，所述特定相机为CCD相机。 

Images