專利名稱：輻射強(qiáng)度控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及輻射強(qiáng)度控制裝置，尤其涉及在太陽輻射試驗(yàn)裝置中動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)人
工光源輻射強(qiáng)度的輻射強(qiáng)度控制裝置。
背景技術(shù)：
通常，模擬出接近于自然環(huán)境的環(huán)境而在其內(nèi)部對材料、武器裝備的性能以及耐
久性進(jìn)行測試的環(huán)境模擬試驗(yàn)室設(shè)置于室內(nèi)，因此為了能夠準(zhǔn)確地測試各種材料及裝備的
性能及耐久性，環(huán)境模擬試驗(yàn)室應(yīng)該最大程度地模擬出接近自然狀態(tài)的環(huán)境。 太陽能輻射試驗(yàn)是檢驗(yàn)電力、通訊、軍用裝備等外部設(shè)備在太陽光暴露環(huán)境條件
下，無遮蔽使用和貯存的經(jīng)受太陽輻射熱和光化學(xué)效應(yīng)的工作效能及其環(huán)境適應(yīng)性和環(huán)境
可靠性的重要手段。 目前，模擬太陽照射的試驗(yàn)裝置處于半自動(dòng)階段，人工控制、自動(dòng)化程度較低。其 控制光譜分布及輻射強(qiáng)度的方法是通過開關(guān)不同數(shù)量的光源來達(dá)到，其強(qiáng)度及均勻度均達(dá) 不到試驗(yàn)要求，試驗(yàn)準(zhǔn)確度很難保證。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是為了解決上述問題而提出的，其目的在于提供一種輻射強(qiáng)度控制裝 置，其采用實(shí)時(shí)閉環(huán)控制來動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)太陽輻射試驗(yàn)裝置的人工光源的輻射強(qiáng)度，由此使裝 置內(nèi)的輻射環(huán)境更加接近自然環(huán)境。 為了達(dá)到目的，本實(shí)用新型提供的輻射強(qiáng)度控制裝置包含用于輸入各種控制信 號(hào)的輸入部；用于檢測人工光源的輻射強(qiáng)度的輻射強(qiáng)度測試儀；輻射強(qiáng)度控制電源，其連 接于所述人工光源，以提供電源至該人工光源；控制部，其根據(jù)輸入部的輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)調(diào)整 所述人工光源的輸入功率，以控制所述人工光源的輻射強(qiáng)度。 根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，本實(shí)用新型提供應(yīng)用于太陽輻射試驗(yàn)裝置，其包含 設(shè)置于所述太陽輻射試驗(yàn)裝置的一側(cè)，以用于輸入各種控制信號(hào)的輸入部；設(shè)置于所述太 陽輻射試驗(yàn)裝置內(nèi)的頂部，用以產(chǎn)生具有太陽光光譜的光線的人工光源；設(shè)置于所述太陽 輻射試驗(yàn)裝置的預(yù)定位置，以用于檢測所述人工光源的輻射強(qiáng)度的輻射強(qiáng)度測試儀；輻射 強(qiáng)度控制電源，其連接于所述人工光源，以提供電源至該人工光源；控制部，其根據(jù)輸入部 的輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)調(diào)整所述人工光源的輸入功率，以控制所述人工光源的輻射強(qiáng)度。 而且，所述輸入部包含液晶顯示屏和輸入鍵，根據(jù)需要，所述液晶顯示屏可以采用 觸摸屏。 并且，所述人工光源為有多個(gè)氙燈構(gòu)成的燈陣，其中所述氙燈為短弧氙燈，并且所 述多個(gè)氙燈形成為四方形燈陣。 所述控制部還保存有基準(zhǔn)輻射強(qiáng)度值，由此根據(jù)該基準(zhǔn)輻射強(qiáng)度值與所述輻射強(qiáng) 度測試儀所檢測的實(shí)際輻射強(qiáng)度值動(dòng)態(tài)調(diào)整所述人工光源的輸入功率。 根據(jù)本實(shí)用新型提供的輻射強(qiáng)度控制裝置可以動(dòng)態(tài)地調(diào)整太陽輻射試驗(yàn)裝置內(nèi)部的輻射強(qiáng)度，由此可以形成更加接近于自然環(huán)境的試驗(yàn)環(huán)境。
通過下面結(jié)合示例性地示出一例的附圖進(jìn)行的描述，本實(shí)用新型的上述和其他目 的和特點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中 圖1為示出將根據(jù)本實(shí)用新型的輻射強(qiáng)度控制裝置設(shè)置于太陽輻射試驗(yàn)裝置內(nèi) 部的示意圖； 圖2為圖1的太陽輻射試驗(yàn)裝置的控制方塊圖； 圖3為根據(jù)本實(shí)用新型的輻射強(qiáng)度控制裝置的控制方框圖； 圖4為圖1中的人工光源的布置示意圖。 主要符號(hào)說明10為箱體，20為控制部，30為輸入部，31為液晶顯示屏，32為輸入 鍵，40為輻射部，41為氙燈，42為輻射強(qiáng)度控制電源，43為輻射強(qiáng)度測試儀，50為溫度調(diào)節(jié) 部，51為加熱器，52為循環(huán)風(fēng)機(jī)，53為電功調(diào)節(jié)器，54為溫度傳感器，60為升降部，61為轉(zhuǎn) 盤，62為驅(qū)動(dòng)部。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)知本說明
書所記載的實(shí)施例和附圖僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不代表本實(shí)用新型的全部的技
術(shù)思想，因此還存在可替代的各種實(shí)施例。為了便于說明，本實(shí)用新型以輻射強(qiáng)度控制裝置
設(shè)置于太陽輻射試驗(yàn)裝置為例進(jìn)行說明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)知，所述輻射強(qiáng)度控制裝置
并不局限于應(yīng)用在環(huán)境試驗(yàn)裝置，可廣泛應(yīng)用于各種人工光源的輻射控制。
圖1為示出將根據(jù)本實(shí)用新型的輻射強(qiáng)度控制裝置設(shè)置于太陽輻射試驗(yàn)裝置內(nèi)
部的示意圖，圖2為圖1的太陽輻射試驗(yàn)裝置的控制方塊圖。 如圖1及圖2所示，太陽輻射試驗(yàn)裝置包含箱體10、控制部20、輸入部30、輻射部 40、溫度調(diào)節(jié)部50、升降部60。所述輸入部30設(shè)置于箱體10外部正面的一側(cè)，由液晶顯示 屏31及功能鍵32構(gòu)成，以用于使用戶設(shè)置各種參數(shù)，如溫度條件或輻射強(qiáng)度等。所述輻射 部40包含由設(shè)置于所述箱內(nèi)頂部的多個(gè)氙燈41構(gòu)成的人工光源45 ;用于檢測箱內(nèi)實(shí)際 輻射強(qiáng)度的輻射強(qiáng)度測試儀43 ;設(shè)置于箱內(nèi)的一側(cè)，在所述控制部20的控制下給所述多個(gè) 氙燈41提供不同功率的電源的輻射強(qiáng)度控制電源42。所述溫度調(diào)節(jié)部50包含設(shè)置于箱 內(nèi)頂部的所述多個(gè)氙燈41的上側(cè)而加熱箱內(nèi)空氣，以達(dá)到用戶設(shè)定的溫度條件的電加熱 器51 ;設(shè)置于箱內(nèi)的預(yù)定位置，以用于檢測箱內(nèi)實(shí)際溫度值的溫度傳感器54;設(shè)置于所述 加熱器的一側(cè)，以用于調(diào)節(jié)所述電加熱器51的功率的電功調(diào)節(jié)器53 ;設(shè)置于所述箱體10 頂部的一側(cè)，以用于冷卻所述電加熱器51以及所述多個(gè)氤燈41所產(chǎn)生的高溫?zé)崃浚匝娱L 所述多個(gè)氙燈41的使用壽命的循環(huán)風(fēng)機(jī)52以及設(shè)置于所述箱體底部的冷凍機(jī)組55。所述 升降部60設(shè)置于箱體10的底部，包含用于放置被測物并可以轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤61 ;用于驅(qū)動(dòng)所 述轉(zhuǎn)盤61進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)或者升降的驅(qū)動(dòng)部62。 所述控制部20為了調(diào)節(jié)箱體10內(nèi)的輻射強(qiáng)度而控制構(gòu)成人工光源45的所述多 個(gè)氙燈的點(diǎn)亮及熄滅，并且為了調(diào)節(jié)箱體IO內(nèi)部的溫度而控制溫度調(diào)節(jié)部50。所述控制 部20配備有計(jì)時(shí)器，由此根據(jù)時(shí)間信號(hào)控制所述輻射部40以及溫度調(diào)節(jié)部50。同時(shí)，所述控制部20內(nèi)還保存有地域別的從日出到日落的基準(zhǔn)輻射強(qiáng)度值以及基準(zhǔn)溫度值，由此 根據(jù)所述基準(zhǔn)輻射強(qiáng)度值以及基準(zhǔn)溫度值對箱體10內(nèi)部的輻射度以及溫度進(jìn)行控制。另 外，當(dāng)用戶手動(dòng)輸入輻射強(qiáng)度值及溫度值而設(shè)定試驗(yàn)程序時(shí)，控制部20將用戶的輸入值默 認(rèn)為基準(zhǔn)輻射強(qiáng)度值與基準(zhǔn)溫度值。 圖3為根據(jù)本實(shí)用新型的輻射強(qiáng)度控制裝置的控制方框圖。本實(shí)施例中，通過調(diào) 節(jié)人工光源45的輸入功率來調(diào)整其輻射強(qiáng)度，并通過所述輻射強(qiáng)度測試儀43來檢測被測 物附近的實(shí)際輻射強(qiáng)度。所述輻射強(qiáng)度測試儀43與所述控制部20連接，由此將所檢測出 的實(shí)際輻射強(qiáng)度值發(fā)送至所述控制部20。所述控制部20接收由所述輻射強(qiáng)度測試儀43所 發(fā)出的實(shí)際輻射強(qiáng)度值并與預(yù)先保存的基準(zhǔn)輻射強(qiáng)度值進(jìn)行比較，在計(jì)算出實(shí)際輻射強(qiáng)度 值與基準(zhǔn)輻射強(qiáng)度值的差值之后，根據(jù)該差值輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，以調(diào)整所述輻射強(qiáng)度 控制電源42的輸出，由此動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)人工光源45的輸入功率，從而使箱體10內(nèi)部的輻射 強(qiáng)度與基準(zhǔn)輻射強(qiáng)度一致。 所述人工光源45為了產(chǎn)生近似于太陽光的光譜，由多個(gè)氙燈41按照規(guī)定的排列 布置而成。圖4為示出根據(jù)本實(shí)用新型的由4個(gè)短弧氙燈組成的人工光源中各個(gè)氙燈的位 置關(guān)系的示意圖。由圖可知，本實(shí)施例中的4個(gè)短弧氙燈設(shè)置于相同的平面，并形成四方 形的燈陣。其中，各個(gè)氙燈之間的距離Ax和Ay均大于氙燈的直徑。在本實(shí)施例中，所 述短弧氙燈的功率為3. 3KW，直徑為4cm。而且，所述人工光源與被測物表面的距離設(shè)定為 0. 76m。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)知，所述氙燈的功率、設(shè)置數(shù)量、燈陣的布置以及人工光源與被測 物表面的距離并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)箱體的容積可靈活設(shè)計(jì)，但需要注意的是每個(gè) 區(qū)域內(nèi)的輻射分布不均度應(yīng)限制在±10%之內(nèi)。 所述人工光源的輻射度應(yīng)與太陽光的輻射度近似的同時(shí)所照射的面積(target area)的輻射度應(yīng)保持均勻性。由此，在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，4個(gè)短弧氙燈形成四方形 的燈陣。而且，所述人工光源的天頂角(zenith angle)為0度，以使人工光源所與被測物 形成垂直平面。如果所述人工光源的天頂角不為O度，則由于高溫?zé)崃考械教祉斀堑闹?心，導(dǎo)致氙燈壽命降低。同時(shí)，本實(shí)施例中利用循環(huán)風(fēng)機(jī)52對人工光源進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，所述 循環(huán)風(fēng)機(jī)52通過專用風(fēng)道(未圖示)對人工光源進(jìn)行冷卻。 如圖1所示，所述太陽輻射試驗(yàn)裝置為維持箱體10內(nèi)部的溫度的均勻性，并為了 防止人工光源45的溫度過度上升而導(dǎo)致減少氙燈41的壽命，設(shè)置有用于冷卻及分散高溫 的循環(huán)風(fēng)機(jī)52及冷凍機(jī)組55。所述冷凍機(jī)組55包含壓縮機(jī)、冷凝器以及膨脹閥等，其產(chǎn)生 的冷氣由循環(huán)風(fēng)機(jī)52在箱體10內(nèi)部循環(huán)。在所述循環(huán)風(fēng)機(jī)的作用下，所述箱體10內(nèi)的不 同區(qū)域之間的熱量分布非常均勻，其相互之間的熱流影像小于10%。 所述升降部60位于箱體10底部中央，其包含轉(zhuǎn)盤61及驅(qū)動(dòng)裝置62。所述驅(qū)動(dòng)裝 置62可以使轉(zhuǎn)盤61轉(zhuǎn)動(dòng)，由此使得照射到被測物的人工光源的輻射度更加均勻。而且，所 述驅(qū)動(dòng)裝置62還可以使得所述轉(zhuǎn)盤61可以升降，由此對于具有不同體積的被測物，可以保 證人工光源到被測物上表面之間的距離維持在0. 76m。 另外，所述輻射強(qiáng)度測試儀43的固定端可連接于所述驅(qū)動(dòng)裝置62，由此當(dāng)驅(qū)動(dòng) 裝置做升降運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述輻射強(qiáng)度測試儀43隨之移動(dòng)，以確保所檢測出的輻射強(qiáng)度的準(zhǔn)確 性。 所述控制部20利用內(nèi)部信號(hào)(inner signal)和時(shí)間信號(hào)(time signal)進(jìn)行輻射控制和溫度控制，并檢測箱體10內(nèi)的輻射度、溫度、濕度及風(fēng)速而顯示于所述顯示屏
31，并且還配備有用于記錄箱體10內(nèi)部的輻射度、溫度、濕度及風(fēng)速的變化的記錄器(未圖
示)。同時(shí)，所述控制部20內(nèi)還保存有各個(gè)地域別的自動(dòng)試驗(yàn)程序，該自動(dòng)試驗(yàn)程序包含從
日出到日落的各個(gè)時(shí)間段的基準(zhǔn)輻射強(qiáng)度值與溫度值等環(huán)境信息。 以下，參照附圖詳細(xì)說明根據(jù)本實(shí)用新型的輻射強(qiáng)度控制裝置的工作過程。 在本實(shí)施例中，根據(jù)日出到日落的時(shí)間段劃分的人工光源45的輻射強(qiáng)度等級(jí)為
0W/m^280W/m^560W/i^、840W/i^、1120W/i^這五個(gè)等級(jí)。這些不同等級(jí)的輻射強(qiáng)度由控制器
20通過控制輻射強(qiáng)度控制電源42的輸出而實(shí)現(xiàn)。另外，根據(jù)本實(shí)用新型的輻射強(qiáng)度控制電
源42還設(shè)置有氙燈穩(wěn)定器(未圖示)，由此氙燈的輻射度不會(huì)任意的跳動(dòng)變化。 首先，通過輸入部30輸入控制信號(hào)，由此控制部20根據(jù)所述控制信號(hào)啟動(dòng)人工光
源45。所述控制信號(hào)可以是選擇保存在控制部20內(nèi)部的地域別的自動(dòng)試驗(yàn)程序，也可以是
由用戶手動(dòng)輸入的各個(gè)時(shí)間段別的輻射強(qiáng)度值。然后，所述控制部20利用設(shè)置于箱體10
內(nèi)部的被測物附近的輻射強(qiáng)度測試儀43檢測當(dāng)前的實(shí)際輻射強(qiáng)度值并將檢測結(jié)果發(fā)送至
所述控制部20。之后，所述控制部20接收由所述輻射強(qiáng)度測試儀43所發(fā)送的檢測結(jié)果并
與預(yù)先保存的對應(yīng)于當(dāng)前時(shí)間段的基準(zhǔn)輻射強(qiáng)度值進(jìn)行比較，在計(jì)算出實(shí)際輻射強(qiáng)度值與
基準(zhǔn)輻射強(qiáng)度值的差值之后，根據(jù)該差值給輻射強(qiáng)度控制電源42輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，以
調(diào)整所述輻射強(qiáng)度控制電源42的輸出，由此動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)人工光源45的輸入功率，從而使箱
體IO內(nèi)部的輻射強(qiáng)度與基準(zhǔn)輻射強(qiáng)度一致。所述輻射強(qiáng)度測試儀43直到試驗(yàn)完成為止連
續(xù)檢測箱體10內(nèi)部的實(shí)際輻射強(qiáng)度值，由此實(shí)時(shí)監(jiān)控箱體10內(nèi)部的輻射強(qiáng)度，以滿足試驗(yàn)
要求。同時(shí)，由于本實(shí)用新型的輻射強(qiáng)度控制電源42還設(shè)置有氙燈穩(wěn)定器(未圖示)，由此
氙燈的輻射度不會(huì)任意的跳動(dòng)變化，從而增加了人工光源45的穩(wěn)定性。 本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施例，在不脫離本實(shí)用新型范圍的情況下，可以進(jìn)行各
種變形和修改。
權(quán)利要求一種輻射強(qiáng)度控制裝置，其特征在于包含用于輸入各種控制信號(hào)的輸入部；用于檢測人工光源的輻射強(qiáng)度的輻射強(qiáng)度測試儀；輻射強(qiáng)度控制電源，其連接于所述人工光源，以提供電源至該人工光源；控制部，其根據(jù)輸入部的輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)調(diào)整所述人工光源的輸入功率，以控制所述人工光源的輻射強(qiáng)度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射強(qiáng)度控制裝置，其特征在于所述控制部還保存有基準(zhǔn)輻 射強(qiáng)度值，由此根據(jù)該基準(zhǔn)輻射強(qiáng)度值與所述輻射強(qiáng)度測試儀所檢測的實(shí)際輻射強(qiáng)度值動(dòng) 態(tài)調(diào)整所述人工光源的輸入功率。
3. —種輻射強(qiáng)度控制裝置，該輻射強(qiáng)度控制裝置應(yīng)用于太陽輻射試驗(yàn)裝置，其特征在 于包含設(shè)置于所述太陽輻射試驗(yàn)裝置的一側(cè)，以用于輸入各種控制信號(hào)的輸入部； 設(shè)置于所述太陽輻射試驗(yàn)裝置內(nèi)的頂部，用以產(chǎn)生具有太陽光光譜的光線的人工光源；設(shè)置于所述太陽輻射試驗(yàn)裝置的預(yù)定位置，以用于檢測所述人工光源的輻射強(qiáng)度的輻 射強(qiáng)度測試儀；輻射強(qiáng)度控制電源，其連接于所述人工光源，以提供電源至該人工光源； 控制部，其根據(jù)輸入部的輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)調(diào)整所述人工光源的輸入功率，以控制所述人 工光源的輻射強(qiáng)度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的輻射強(qiáng)度控制裝置，其特征在于所述輸入部包含液晶顯示屏 和輸入鍵。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的輻射強(qiáng)度控制裝置，其特征在于所述液晶顯示屏為觸摸屏。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的輻射強(qiáng)度控制裝置，其特征在于所述人工光源為有多個(gè)氙燈 構(gòu)成的燈陣。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的輻射強(qiáng)度控制裝置，其特征在于所述燈陣為四方形燈陣。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的輻射強(qiáng)度控制裝置，其特征在于所述控制部還保存有基準(zhǔn)輻 射強(qiáng)度值，由此根據(jù)該基準(zhǔn)輻射強(qiáng)度值與所述輻射強(qiáng)度測試儀所檢測的實(shí)際輻射強(qiáng)度值動(dòng) 態(tài)調(diào)整所述人工光源的輸入功率。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種輻射強(qiáng)度控制裝置，其特征在于包含用于輸入各種控制信號(hào)的輸入部；用于檢測人工光源的輻射強(qiáng)度的輻射強(qiáng)度測試儀；輻射強(qiáng)度控制電源，其連接于所述人工光源，以提供電源至該人工光源；控制部，其根據(jù)輸入部的輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)調(diào)整所述人工光源的輸入功率，以控制所述人工光源的輻射強(qiáng)度。根據(jù)本實(shí)用新型，可以動(dòng)態(tài)地調(diào)整人工光源的輻射強(qiáng)度，可以形成更加接近于自然環(huán)境的試驗(yàn)環(huán)境。
文檔編號(hào)H05B37/02GK201523473SQ20092027005
公開日2010年7月7日 申請日期2009年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月16日
發(fā)明者任敏, 劉永堅(jiān), 張緒光, 張雷, 李金國, 王洪波, 王肖鳴, 祝東明, 羊軍, 蘇興榮, 趙書平, 辛文波, 馬志宏, 馬杰 申請人:中國人民解放軍空軍裝備研究院雷達(dá)與電子對抗研究所