一種便攜式大輻照面高輻照度的均勻太陽(yáng)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(biāo)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(yáng)光源。
【背景技術(shù)】
[0002]粗太陽(yáng)敏感器是一種由多個(gè)光電池片配置組成的模擬式太陽(yáng)敏感器，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、資源要求少，在皮衛(wèi)星平臺(tái)應(yīng)用較為廣泛。光電池光伏輸出特性是粗太陽(yáng)敏感器測(cè)量的基礎(chǔ)。
[0003]太陽(yáng)模擬器作為測(cè)試光電池光伏輸出特性的地面設(shè)備，要求其模擬太陽(yáng)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(guó)內(nèi)外研制成功的太陽(yáng)模擬器能夠較為精確而全面的模擬太陽(yáng)輻照特性，但是價(jià)格昂貴、外形尺寸大且不具有便攜性，使得太陽(yáng)模擬器很難在低成本且具有小空間尺寸要求的場(chǎng)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(gè)技術(shù)問(wèn)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(yáng)模擬中存在的價(jià)格昂貴、外形尺寸大且不具有便攜性的技術(shù)問(wèn)題，提供一種便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽(yáng)光源，用于測(cè)試粗太陽(yáng)敏感器中多個(gè)光電池片的光伏輸出特性。
[0006]為實(shí)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(yáng)光源，包括光學(xué)系統(tǒng)1、機(jī)械系統(tǒng)2和冷卻系統(tǒng)3 ;所述光學(xué)系統(tǒng)I主要由拋物聚光鏡101、短弧氙燈102和保護(hù)玻璃103組成，其作用是在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬太陽(yáng)光的輻照特性。
[0007]所述機(jī)械系統(tǒng)2主要由短弧氙燈安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)201、拋物聚光鏡安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)202、保護(hù)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(hào)軸流風(fēng)機(jī)301、2號(hào)軸流風(fēng)機(jī)302、3號(hào)軸流風(fēng)機(jī)303、4號(hào)軸流風(fēng)機(jī)304、5號(hào)軸流風(fēng)機(jī)305和6號(hào)軸流風(fēng)機(jī)306組成，用于對(duì)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(jī)構(gòu)202上，所述拋物聚光鏡101的前面設(shè)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(jī)構(gòu)201上，所述短弧氙燈102位于所述拋物聚光鏡101的焦點(diǎn)F處，發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)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(yáng)光源的無(wú)窮遠(yuǎn)距離；所述短弧氙燈102的前面設(shè)置所述保護(hù)玻璃103，所述保護(hù)玻璃103固定在所述保護(hù)玻璃安裝座203上，所述保護(hù)玻璃103用于防止雜物進(jìn)入系統(tǒng)，以免雜物進(jìn)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(hào)軸流風(fēng)機(jī)301、所述2號(hào)軸流風(fēng)機(jī)302、所述3號(hào)軸流風(fēng)機(jī)303、所述4號(hào)軸流風(fēng)機(jī)304、所述5號(hào)軸流風(fēng)機(jī)305和所述6號(hào)軸流風(fēng)機(jī)306為所述短弧氙燈102提供散熱，通過(guò)所述箱體204與所述短弧氙燈102連接；所述箱體204通過(guò)所述支撐底座205固定在測(cè)試臺(tái)上。
[0010]綜上所述，本發(fā)明組成簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊，實(shí)現(xiàn)了大光斑直徑高均勻度的太陽(yáng)輻照模擬。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽(yáng)光源的組成框架示意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽(yáng)光源的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。需要說(shuō)明的是，在附圖或說(shuō)明書(shū)中，相似或相同的元件皆使用相同的附圖標(biāo)記。
[0013]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽(yáng)光源的組成框架示意圖，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽(yáng)光源的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1和圖2所示，本實(shí)施例提供的一種便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽(yáng)光源主要由光學(xué)系統(tǒng)1、機(jī)械系統(tǒng)2和冷卻系統(tǒng)3組成。
[0014]光學(xué)系統(tǒng)I主要由拋物聚光鏡101、短弧氙燈102和保護(hù)玻璃103組成，其作用是在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬太陽(yáng)光的輻照特性；
機(jī)械系統(tǒng)2主要由短弧氙燈安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)201、拋物聚光鏡安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)202、保護(hù)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(hào)軸流風(fēng)機(jī)301、2號(hào)軸流風(fēng)機(jī)302、3號(hào)軸流風(fēng)機(jī)303、4號(hào)軸流風(fēng)機(jī)304、5號(hào)軸流風(fēng)機(jī)305和6號(hào)軸流風(fēng)機(jī)306組成，用于對(duì)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(jī)構(gòu)202上，拋物聚光鏡101的前面設(shè)置短弧氙燈102，短弧氙燈102固定在短弧氙燈安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)201上，短弧氙燈102通過(guò)短弧氙燈安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)201位于拋物聚光鏡101的焦點(diǎn)F處，發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)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(yáng)光源的無(wú)窮遠(yuǎn)距離；短弧氙燈102的前面設(shè)置保護(hù)玻璃103，保護(hù)玻璃103固定在保護(hù)玻璃安裝座203上，保護(hù)玻璃103用于防止雜物進(jìn)入系統(tǒng)，以免雜物進(jìn)入影響系統(tǒng)的正常工作；冷卻系統(tǒng)3利用六個(gè)軸流風(fēng)機(jī)為短弧氙燈102散熱，通過(guò)箱體204與短弧氙燈102連接；箱體204通過(guò)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(shè)計(jì)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(diǎn)F處，短弧氙燈102發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)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(qiáng)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(fēng)冷系統(tǒng)由六臺(tái)所述軸流風(fēng)機(jī)組成，箱體204上表面安裝I號(hào)軸流風(fēng)機(jī)301和2號(hào)軸流風(fēng)機(jī)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(hào)軸流風(fēng)機(jī)303、4號(hào)軸流風(fēng)機(jī)304、5號(hào)軸流風(fēng)機(jī)305和6號(hào)軸流風(fēng)機(jī)306，可以對(duì)拋物聚光鏡101和短弧氙燈102直接進(jìn)行冷卻，同時(shí)加快箱體204內(nèi)空氣流動(dòng)。在拋物聚光鏡101安裝位置的周?chē)_(kāi)有九個(gè)圓形通風(fēng)口，減小了風(fēng)阻，熱空氣從通風(fēng)口排出，達(dá)到了很好的散熱效果。
[0017]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種便攜式大輻照面高輻照度的均勻太陽(yáng)光源，其特征在于，包括: 光學(xué)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)； 所述光學(xué)系統(tǒng)主要由拋物聚光鏡、短弧氙燈和保護(hù)玻璃組成，其作用是在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬太陽(yáng)光的輻照特性； 所述機(jī)械系統(tǒng)主要由短弧氙燈安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)、拋物聚光鏡安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)、保護(hù)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(tái)軸流風(fēng)機(jī)組成，用于對(duì)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(yáng)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(jī)構(gòu)上，所述拋物聚光鏡的前面設(shè)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(jī)構(gòu)，所述短弧氙燈位于所述拋物聚光鏡的焦點(diǎn)F處，發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)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(shè)置所述保護(hù)玻璃，所述保護(hù)玻璃固定在所述保護(hù)玻璃安裝座上，所述保護(hù)玻璃用于防止雜物進(jìn)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(yáng)光源，其特征在于: 所述冷卻系統(tǒng)利用所述六臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)為所述短弧氙燈提供散熱，通過(guò)所述箱體與所述短弧氙燈連接； 所述箱體通過(guò)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(yáng)光源，其特征在于: 外形尺寸為 800mmX 750mmX 900mm。
【專(zhuān)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(yáng)光源，包括拋物聚光鏡101、短弧氙燈102、保護(hù)玻璃103、短弧氙燈安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)201、拋物聚光鏡安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)202、保護(hù)玻璃安裝座203、箱體204、支撐底座205、1號(hào)軸流風(fēng)機(jī)301、2號(hào)軸流風(fēng)機(jī)302、3號(hào)軸流風(fēng)機(jī)303、4號(hào)軸流風(fēng)機(jī)304、5號(hào)軸流風(fēng)機(jī)305和6號(hào)軸流風(fēng)機(jī)306組成。短弧氙燈102位于拋物聚光鏡101的焦點(diǎn)F處，可在工作距離為1500mm處，形成輻照面積為500mm、輻照強(qiáng)度為1353w/㎡的均勻光斑。
【IPC分類(lèi)】F21V3/00, F21V14/00, F21S8/00, F21V29/67, H02S50/15, F21V5/00
【公開(kāi)號(hào)】CN104964212
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510412826
【發(fā)明人】孫高飛, 劉石, 張國(guó)玉, 蘇拾, 王凌云, 鄭茹, 陳啟夢(mèng), 王浩君, 何洋
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)春理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年7月15日