CN104964212B - 一种便携式大辐照面高辐照度的均匀太阳光源 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种便携式大辐照面高辐照度的均匀太阳光源，包括抛物聚光镜101、短弧氙灯102、保护玻璃103、短弧氙灯安装调整机构201、抛物聚光镜安装调整机构202、保护玻璃安装座203、箱体204、支撑底座205、1号轴流风机301、2号轴流风机302、3号轴流风机303、4号轴流风机304、5号轴流风机305和6号轴流风机306组成。短弧氙灯102位于抛物聚光镜101的焦点F处，可在工作距离为1500mm处，形成辐照面积为500mm、辐照强度为1353w/㎡的均匀光斑。

Description

一种便携式大辐照面高辐照度的均匀太阳光源
技术领域
本发明涉及航天器地面标定技术，尤其涉及一种便携式大尺寸高辐照度的均匀太阳光源。
背景技术
粗太阳敏感器是一种由多个光电池片配置组成的模拟式太阳敏感器,它结构简单、资源要求少,在皮卫星平台应用较为广泛。光电池光伏输出特性是粗太阳敏感器测量的基础。
太阳模拟器作为测试光电池光伏输出特性的地面设备，要求其模拟太阳的辐照特性，包括辐照度、光谱匹配度、光斑直径、光斑发散角和辐照均匀度。
目前，国内外研制成功的太阳模拟器能够较为精确而全面的模拟太阳辐照特性，但是价格昂贵、外形尺寸大且不具有便携性，使得太阳模拟器很难在低成本且具有小空间尺寸要求的场合使用。现有技术中存在的技术缺陷，成为本领域技术人员急待解决的一个技术问题。
发明内容
本发明的技术目的是克服现有技术中，太阳模拟中存在的价格昂贵、外形尺寸大且不具有便携性的技术问题，提供一种便携式大尺寸高辐照度的均匀太阳光源，用于测试粗太阳敏感器中多个光电池片的光伏输出特性。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
便携式大尺寸高辐照度的均匀太阳光源，包括光学***1、机械***2和冷却***3；
所述光学***1主要由抛物聚光镜101、短弧氙灯102和保护玻璃103组成，其作用是在实验室条件下模拟太阳光的辐照特性。
所述机械***2主要由短弧氙灯安装调整机构201、抛物聚光镜安装调整机构202、保护玻璃安装座203、箱体204和支撑底座205等组成。
所述冷却***3主要由1号轴流风机301、2号轴流风机302、3号轴流风机303、4号轴流风机304、5号轴流风机305和6号轴流风机306组成，用于对所述短弧氙灯102和抛物聚光镜101的冷却。
本发明中，所述抛物聚光镜101固定在所述抛物聚光镜安装调整机构202上，所述抛物聚光镜101的前面设置所述短弧氙灯102，所述短弧氙灯102固定在所述短弧氙灯安装调整机构201上，所述短弧氙灯102位于所述抛物聚光镜101的焦点F处，发出的光束经过所述抛物聚光镜101的作用后，以平行光的形式出射，从而模拟了太阳光源的无穷远距离；所述短弧氙灯102的前面设置所述保护玻璃103，所述保护玻璃103固定在所述保护玻璃安装座203上，所述保护玻璃103用于防止杂物进入***，以免杂物进入影响***的正常工作；所述冷却***3利用所述1号轴流风机301、所述2号轴流风机302、所述3号轴流风机303、所述4号轴流风机304、所述5号轴流风机305和所述6号轴流风机306为所述短弧氙灯102提供散热，通过所述箱体204与所述短弧氙灯102连接；所述箱体204通过所述支撑底座205固定在测试台上。
综上所述，本发明组成简单、结构紧凑，实现了大光斑直径高均匀度的太阳辐照模拟。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种便携式大尺寸高辐照度的均匀太阳光源的组成框架示意图；
图2为本发明实施例提供的一种便携式大尺寸高辐照度的均匀太阳光源的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在附图或说明书中，相似或相同的元件皆使用相同的附图标记。
图1为本发明实施例提供的一种便携式大尺寸高辐照度的均匀太阳光源的组成框架示意图，图2为本发明实施例提供的一种便携式大尺寸高辐照度的均匀太阳光源的结构示意图。如图1和图2所示，本实施例提供的一种便携式大尺寸高辐照度的均匀太阳光源主要由光学***1、机械***2和冷却***3组成。
光学***1主要由抛物聚光镜101、短弧氙灯102和保护玻璃103组成，其作用是在实验室条件下模拟太阳光的辐照特性；
机械***2主要由短弧氙灯安装调整机构201、抛物聚光镜安装调整机构202、保护玻璃安装座203、箱体204和支撑底座205等组成；
冷却***3主要由1号轴流风机301、2号轴流风机302、3号轴流风机303、4号轴流风机304、5号轴流风机305和6号轴流风机306组成，用于对短弧氙灯102的冷却和抛物聚光镜101的冷却；
抛物聚光镜101固定在抛物聚光镜安装调整机构202上，抛物聚光镜101的前面设置短弧氙灯102，短弧氙灯102固定在短弧氙灯安装调整机构201上，短弧氙灯102通过短弧氙灯安装调整机构201位于抛物聚光镜101的焦点F处，发出的光束经过抛物聚光镜101的作用后，以平行光的形式出射，从而模拟了太阳光源的无穷远距离；短弧氙灯102的前面设置保护玻璃103，保护玻璃103固定在保护玻璃安装座203上，保护玻璃103用于防止杂物进入***，以免杂物进入影响***的正常工作；冷却***3利用六个轴流风机为短弧氙灯102散热，通过箱体204与短弧氙灯102连接；箱体204通过支撑底座205固定在地面上。
具体的，选取短弧氙灯102为3000W，设计抛物聚光镜101的焦距为60mm，抛物聚光镜101的工作口径为φ500mm，将短弧氙灯102置于抛物聚光镜101的焦点F处，短弧氙灯102发出的光束经过抛物聚光镜101的作用后，在工作距离为1500mm处，形成辐照面积为500mm，辐照强度为1353w/㎡的均匀度优于20%的辐照光斑。
具体的，短弧氙灯102的风冷***由六台所述轴流风机组成，箱体204上表面安装1号轴流风机301和2号轴流风机302，将冷空气源源不断的输送到箱体204内。箱体204的后端盖上安装3号轴流风机303、4号轴流风机304、5号轴流风机305和6号轴流风机306，可以对抛物聚光镜101和短弧氙灯102直接进行冷却，同时加快箱体204内空气流动。在抛物聚光镜101安装位置的周围，开有九个圆形通风口，减小了风阻，热空气从通风口排出，达到了很好的散热效果。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1.一种便携式大辐照面高辐照度的均匀太阳光源，其特征在于，包括：
光学***、机械***和冷却***；
所述光学***由抛物聚光镜、短弧氙灯和保护玻璃组成，其作用是在实验室条件下模拟太阳光的辐照特性，选取短弧氙灯为3000W，设计抛物聚光镜的焦距为60mm，抛物聚光镜的工作口径为φ500mm，将短弧氙灯置于抛物聚光镜的焦点F处，短弧氙灯发出的光束经过抛物聚光镜的作用后，在工作距离为1500mm处，形成辐照面积为500mm，辐照强度为1353w/㎡的均匀度优于20％的辐照光斑；
所述机械***由短弧氙灯安装调整机构、抛物聚光镜安装调整机构、保护玻璃安装座、箱体和支撑底座组成，其中，抛物聚光镜固定在抛物聚光镜安装调整机构上，抛物聚光镜的前面设置短弧氙灯，短弧氙灯固定在短弧氙灯安装调整机构上，短弧氙灯通过短弧氙灯安装调整机构位于抛物聚光镜的焦点F处，发出的光束经过抛物聚光镜的作用后，以平行光的形式出射，从而模拟了太阳光源的无穷远距离；短弧氙灯的前面设置保护玻璃，保护玻璃固定在保护玻璃安装座上，保护玻璃用于防止杂物进入***，以免杂物进入影响***的正常工作；
所述冷却***由六台轴流风机组成，用于对所述短弧氙灯和所述抛物聚光镜的冷却，所述冷却***利用所述六台轴流风机为所述短弧氙灯提供散热，通过所述箱体与所述短弧氙灯连接，所述箱体通过所述支撑底座固定在地面上，箱体的后端盖上安装3号轴流风机、4号轴流风机、5号轴流风机和6号轴流风机，可以对抛物聚光镜和短弧氙灯直接进行冷却，同时加快箱体内空气流动，在抛物聚光镜安装位置的周围，开有九个圆形通风口，减小了风阻，热空气从通风口排出。
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