一種便攜式大輻照面高輻照度的均勻太陽光源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航天器地面標定技術(shù),尤其涉及一種便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽光源。
【背景技術(shù)】
[0002]粗太陽敏感器是一種由多個光電池片配置組成的模擬式太陽敏感器,它結(jié)構(gòu)簡單、資源要求少,在皮衛(wèi)星平臺應用較為廣泛。光電池光伏輸出特性是粗太陽敏感器測量的基礎。
[0003]太陽模擬器作為測試光電池光伏輸出特性的地面設備,要求其模擬太陽的輻照特性,包括輻照度、光譜匹配度、光斑直徑、光斑發(fā)散角和輻照均勻度。
[0004]目前,國內(nèi)外研制成功的太陽模擬器能夠較為精確而全面的模擬太陽輻照特性,但是價格昂貴、外形尺寸大且不具有便攜性,使得太陽模擬器很難在低成本且具有小空間尺寸要求的場合使用。現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷,成為本領(lǐng)域技術(shù)人員急待解決的一個技術(shù)問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的技術(shù)目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中,太陽模擬中存在的價格昂貴、外形尺寸大且不具有便攜性的技術(shù)問題,提供一種便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽光源,用于測試粗太陽敏感器中多個光電池片的光伏輸出特性。
[0006]為實現(xiàn)以上技術(shù)目的,本發(fā)明的技術(shù)方案是:
便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽光源,包括光學系統(tǒng)1、機械系統(tǒng)2和冷卻系統(tǒng)3 ;所述光學系統(tǒng)I主要由拋物聚光鏡101、短弧氙燈102和保護玻璃103組成,其作用是在實驗室條件下模擬太陽光的輻照特性。
[0007]所述機械系統(tǒng)2主要由短弧氙燈安裝調(diào)整機構(gòu)201、拋物聚光鏡安裝調(diào)整機構(gòu)202、保護玻璃安裝座203、箱體204和支撐底座205等組成。
[0008]所述冷卻系統(tǒng)3主要由I號軸流風機301、2號軸流風機302、3號軸流風機303、4號軸流風機304、5號軸流風機305和6號軸流風機306組成,用于對所述短弧氙燈102和拋物聚光鏡101的冷卻。
[0009]本發(fā)明中,所述拋物聚光鏡101固定在所述拋物聚光鏡安裝調(diào)整機構(gòu)202上,所述拋物聚光鏡101的前面設置所述短弧氙燈102,所述短弧氙燈102固定在所述短弧氙燈安裝調(diào)整機構(gòu)201上,所述短弧氙燈102位于所述拋物聚光鏡101的焦點F處,發(fā)出的光束經(jīng)過所述拋物聚光鏡101的作用后,以平行光的形式出射,從而模擬了太陽光源的無窮遠距離;所述短弧氙燈102的前面設置所述保護玻璃103,所述保護玻璃103固定在所述保護玻璃安裝座203上,所述保護玻璃103用于防止雜物進入系統(tǒng),以免雜物進入影響系統(tǒng)的正常工作;所述冷卻系統(tǒng)3利用所述I號軸流風機301、所述2號軸流風機302、所述3號軸流風機303、所述4號軸流風機304、所述5號軸流風機305和所述6號軸流風機306為所述短弧氙燈102提供散熱,通過所述箱體204與所述短弧氙燈102連接;所述箱體204通過所述支撐底座205固定在測試臺上。
[0010]綜上所述,本發(fā)明組成簡單、結(jié)構(gòu)緊湊,實現(xiàn)了大光斑直徑高均勻度的太陽輻照模擬。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽光源的組成框架示意圖;
圖2為本發(fā)明實施例提供的一種便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽光源的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0012]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實施例,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。需要說明的是,在附圖或說明書中,相似或相同的元件皆使用相同的附圖標記。
[0013]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽光源的組成框架示意圖,圖2為本發(fā)明實施例提供的一種便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽光源的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1和圖2所示,本實施例提供的一種便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽光源主要由光學系統(tǒng)1、機械系統(tǒng)2和冷卻系統(tǒng)3組成。
[0014]光學系統(tǒng)I主要由拋物聚光鏡101、短弧氙燈102和保護玻璃103組成,其作用是在實驗室條件下模擬太陽光的輻照特性;
機械系統(tǒng)2主要由短弧氙燈安裝調(diào)整機構(gòu)201、拋物聚光鏡安裝調(diào)整機構(gòu)202、保護玻璃安裝座203、箱體204和支撐底座205等組成;
冷卻系統(tǒng)3主要由I號軸流風機301、2號軸流風機302、3號軸流風機303、4號軸流風機304、5號軸流風機305和6號軸流風機306組成,用于對短弧氙燈102的冷卻和拋物聚光鏡101的冷卻;
拋物聚光鏡101固定在拋物聚光鏡安裝調(diào)整機構(gòu)202上,拋物聚光鏡101的前面設置短弧氙燈102,短弧氙燈102固定在短弧氙燈安裝調(diào)整機構(gòu)201上,短弧氙燈102通過短弧氙燈安裝調(diào)整機構(gòu)201位于拋物聚光鏡101的焦點F處,發(fā)出的光束經(jīng)過拋物聚光鏡101的作用后,以平行光的形式出射,從而模擬了太陽光源的無窮遠距離;短弧氙燈102的前面設置保護玻璃103,保護玻璃103固定在保護玻璃安裝座203上,保護玻璃103用于防止雜物進入系統(tǒng),以免雜物進入影響系統(tǒng)的正常工作;冷卻系統(tǒng)3利用六個軸流風機為短弧氙燈102散熱,通過箱體204與短弧氙燈102連接;箱體204通過支撐底座205固定在地面上。
[0015]具體的,選取短弧氙燈102為3000W,設計拋物聚光鏡101的焦距為60mm,拋物聚光鏡101的工作口徑為Φ 500mm,將短弧氙燈102置于拋物聚光鏡101的焦點F處,短弧氙燈102發(fā)出的光束經(jīng)過拋物聚光鏡101的作用后,在工作距離為1500mm處,形成輻照面積為500mm,輻照強度為1353w/ m2的均勻度優(yōu)于20%的輻照光斑。
[0016]具體的,短弧氙燈102的風冷系統(tǒng)由六臺所述軸流風機組成,箱體204上表面安裝I號軸流風機301和2號軸流風機302,將冷空氣源源不斷的輸送到箱體204內(nèi)。箱體204的后端蓋上安裝3號軸流風機303、4號軸流風機304、5號軸流風機305和6號軸流風機306,可以對拋物聚光鏡101和短弧氙燈102直接進行冷卻,同時加快箱體204內(nèi)空氣流動。在拋物聚光鏡101安裝位置的周圍,開有九個圓形通風口,減小了風阻,熱空氣從通風口排出,達到了很好的散熱效果。
[0017]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解:其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改,或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項】
1.一種便攜式大輻照面高輻照度的均勻太陽光源,其特征在于,包括: 光學系統(tǒng)、機械系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng); 所述光學系統(tǒng)主要由拋物聚光鏡、短弧氙燈和保護玻璃組成,其作用是在實驗室條件下模擬太陽光的輻照特性; 所述機械系統(tǒng)主要由短弧氙燈安裝調(diào)整機構(gòu)、拋物聚光鏡安裝調(diào)整機構(gòu)、保護玻璃安裝座、箱體和支撐底座等組成; 所述冷卻系統(tǒng)主要由六臺軸流風機組成,用于對所述短弧氙燈和所述拋物聚光鏡的冷卻。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式大輻照面高輻照度的均勻太陽光源,其特征在于: 所述拋物聚光鏡固定在所述拋物聚光鏡安裝調(diào)整機構(gòu)上,所述拋物聚光鏡的前面設置所述短弧氙燈; 所述短弧氙燈固定在所述短弧氙燈安裝調(diào)整機構(gòu),所述短弧氙燈位于所述拋物聚光鏡的焦點F處,發(fā)出的光束經(jīng)過所述拋物聚光鏡的作用后,以平行光的形式出射; 所述短弧氙燈的前面設置所述保護玻璃,所述保護玻璃固定在所述保護玻璃安裝座上,所述保護玻璃用于防止雜物進入系統(tǒng),以免雜物影響系統(tǒng)的正常工作。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式大輻照面高輻照度的均勻太陽光源,其特征在于: 所述冷卻系統(tǒng)利用所述六臺軸流風機為所述短弧氙燈提供散熱,通過所述箱體與所述短弧氙燈連接; 所述箱體通過所述支撐底座固定在地面上。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的一種便攜式大輻照面高輻照度的均勻太陽光源,其特征在于: 外形尺寸為 800mmX 750mmX 900mm。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種便攜式大輻照面高輻照度的均勻太陽光源,包括拋物聚光鏡101、短弧氙燈102、保護玻璃103、短弧氙燈安裝調(diào)整機構(gòu)201、拋物聚光鏡安裝調(diào)整機構(gòu)202、保護玻璃安裝座203、箱體204、支撐底座205、1號軸流風機301、2號軸流風機302、3號軸流風機303、4號軸流風機304、5號軸流風機305和6號軸流風機306組成。短弧氙燈102位于拋物聚光鏡101的焦點F處,可在工作距離為1500mm處,形成輻照面積為500mm、輻照強度為1353w/㎡的均勻光斑。
【IPC分類】F21V3/00, F21V14/00, F21S8/00, F21V29/67, H02S50/15, F21V5/00
【公開號】CN104964212
【申請?zhí)枴緾N201510412826
【發(fā)明人】孫高飛, 劉石, 張國玉, 蘇拾, 王凌云, 鄭茹, 陳啟夢, 王浩君, 何洋
【申請人】長春理工大學
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年7月15日