CN111141663A - 基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置及其发射方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置及其发射方法。该同轴光发射装置包括框架、反射板、定位机构、灯管、温度传感器、散热机构以及控制器。框架包括设计成百叶窗排布的多块板体。反射板具有抛物柱面和两个反射平面，定位机构包括圆盘一、圆盘二以及至少一组锁紧组件。灯管通过圆盘一与圆盘二改变在顶框中的位置而使其中轴线能与抛物柱面的焦点连线重合。温度传感器用于检测反射板的实时温度。散热机构包括冷热交换***以及冷水管，冷水管固定在反射板的周围。本发明使灯管产生的热量散发出去，产生平行的线性同轴光，使得灯管发出的光线被充分利用，提高对光源的光利用率，可以很好地模拟自然光的暴晒过程，减少实验误差。

Description

基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置及其发射方法

技术领域

本发明涉及光处理技术领域的一种同轴光发射装置，尤其涉及一种基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置，还涉及该装置的基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射方法。

背景技术

随着各种产品的更新升级，对产品的各项指标的要求越来越高，因此需要对产品进行大量的实验和测试，通过测试数据对产品进行改进升级，以满足产品的实际性能需求。其中，产品的抗暴晒性能也成为了一项极为重要的产品性能指标。例如，汽车表面烤漆、混凝土路面的抗晒测试等，这些都需要对产品进行暴晒实验，并获得各种暴晒参数。

目前对产品进行暴晒或抗光腐蚀实验时，实验设备通常采用光谱类似自然光光谱的卤素光源进行测试，但是卤素光源发出的光线不是同轴光，导致光线在产品上的强度并不一致，实验误差比较大，而且光利用率比较低。

发明内容

为解决现有的暴晒实验光源产生设备实验误差比较大，而且光利用率比较低的技术问题，本发明提供一种基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置及其发射方法。

本发明采用以下技术方案实现：一种基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置，其包括：

框架，其包括设计成百叶窗排布的多块板体；在其中相对设置的两块板体中，一者为侧板一，另一者为侧板二；

反射板，其具有一个抛物柱面和位于抛物柱面相对两侧的两个反射平面；位于抛物柱面的焦点处的光源发出的一部分光线能够在抛物柱面上反射成平行的线性同轴光线一，而另一部分光线能够在反射平面上反射成与线性同轴光线一平行的线性同轴光线二；所述线性同轴光线一与所述线性同轴光线二组合成线性同轴光；

定位机构，其包括圆盘一、圆盘二以及至少一组锁紧组件；圆盘一安装在框架上，并能够通过移动而改变在侧板一和侧板二之间的相对位置；圆盘二转动安装在圆盘一上，并能锁定在圆盘一上；每组锁紧组件包括夹块、固定块以及固定搭扣；固定块固定在圆盘二上，并开设一个限位槽一；夹块转动安装在固定块上，且开设一个限位槽二；固定搭扣活动安装在固定块上，并能在夹块转动使所述限位槽一与所述限位槽二组合成一个限位空间时限位夹块转动；

灯管，其端部限位在所述限位空间中；所述灯管通过圆盘一与圆盘二改变在顶框中的位置而使其中轴线能与抛物柱面的焦点连线重合；

至少一个温度传感器，其用于检测反射板的实时温度；

散热机构，其包括冷热交换***以及至少一根冷水管；所述冷水管螺旋式弯曲在框架中，并固定在反射板的周围，以将抛物柱面与反射平面(16)围住；所述冷热交换***用于向所述冷水管中提供冷却水，并驱使所述冷却水在所述冷水管中定向流动，以吸收并带走反射板上的热量；以及

控制器，其用于将所述实时温度与一个预设温度一和一个预设温度二进行比较；在所述实时温度不大于所述预设温度一时，所述控制器驱使所述冷热交换***停止向所述冷水管提供所述冷却水；在所述实时温度大于所述预设温度一且不大于所述预设温度二时，所述控制器先计算所述实时温度与所述预设温度一的温度差，再在一个预设的温度差-水温对照表中查询出水温，最后驱使所述冷热交换***向所述冷水管提供所述冷却水，并使所述冷却水的温度达到所述水温；所述温度差与所述水温在所述温度差-水温对照表中存在一一对应的对照关系；在所述实时温度大于所述预设温度二时，所述控制器驱使所述灯管停止发光，并在所述实时温度低于所述预设温度二后启动所述灯管。

本发明的定位机构的圆盘一和圆盘二通过移动和转动可以使灯管的位置发生改变，从而使灯管的中心轴与抛物柱面的焦点连线重合，灯光发出的光线就如同从抛物柱面的焦点发出的光线，能够在抛物柱面上反射为平行光线，同时反射平面能够将灯管两端发出的光线也反射出去，并与抛物柱面反射的光线汇合成近似自然光的线性同轴光，使得灯管发出的光线被充分利用，同时由于光线为平行光，能够充分模拟自然光暴晒的情况，解决了现有的暴晒实验光源产生设备实验误差比较大，而且光利用率比较低的技术问题，得到了光利用率高，实验误差小的技术效果。同时，本发明还通过温度传感器检测反射板的实时温度，而散热机构中冷水管中的冷却水可以将反射板的热量带走，起到散热的作用，这样控制器就可以根据实时温度对冷热交换***进行控制，并且根据实时温度与预设温度一的温度差调节冷却水的水温，以达到动态降温的作用，而且降温的过程中冷却水的水温也会产生变化，可以节约冷热交换***使用的能源，同时避免温度降低过快所造成的设备损伤。而且，在实时温度大于预设温度二时，此时反射板的温度过高，如果继续进行使用可以会损坏灯管以及其他部件，这时控制器就会停止灯管进行发光，直到实时温度低于预设温度二后才会启动灯管，既能保证设备不会高温损坏，也能保证装置能持续发出光线。

作为上述方案的进一步改进，位于框架顶部的板体为顶框；所述同轴光发射装置还包括：

偏光玻璃，其安装在顶框的框口中，并用于滤除所述灯管发出的杂散光以及光谱与自然光的光谱相异的光线；其中，所述线性同轴光从偏光玻璃射出。

作为上述方案的进一步改进，反射板为弧形弯折结构；所述同轴光发射装置还包括：

托架，其安装在框架上，并具有呈弧形的安装槽；反射板嵌入在所述安装槽中。

作为上述方案的进一步改进，两个反射平面位于抛物柱面的两端，并用于将所述灯管两侧发射的部分光线反射成所述线性同轴光线二。

进一步地，反射平面与抛物柱面的延伸方向的夹角为度。

作为上述方案的进一步改进，所述同轴光发射装置还包括：

至少两块垫块，其分别安装在框架的相对两侧上；以及

提手，其相对两端分别通过两块垫块安装在框架上。

进一步地，所述同轴光发射装置还包括：

至少两个把手，其安装在顶框的上；

分别与至少两个把手对应的至少两组垫圈，每组垫圈安装在对应的把手上，并抵在框架上；

分别与至少两个把手对应的至少两个插销，其一端与对应的把手连接，并***在顶框中；以及

分别与至少两个插销对应的至少两组销孔块，每组销孔块固定在对应的插销的另一端上。

作为上述方案的进一步改进，所述定位机构还包括圆框和圆圈；圆框与圆盘一同轴设置，并固定在圆盘一上；圆圈与圆盘二同轴设置，并固定在圆盘二上；圆框通过转动能够与圆圈相限位，使圆盘一与圆盘二锁定。

进一步地，偏光玻璃为矩形玻璃；所述同轴光发射装置还包括：

安装组件，其包括至少四块固定块一和至少四块固定块二；固定块一和固定块二均固定在顶框上；偏光玻璃的长边通过固定块一固定在顶框的长度方向上，偏光玻璃的短边通过固定块二固定在顶框的宽度方向上。

本发明还提供一种基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射方法，其应用于上述任意所述的基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置中，其包括以下步骤：

一、将所述灯管通过所述锁紧组件与圆盘二相固定；

二、移动圆盘一并转动圆盘二，使所述灯管中轴线与抛物柱面的焦点连线重合；

三、驱使所述灯管发出光线，所述光线在抛物柱面和抛物柱面上反射成平行的线性同轴光；其中，所述光线的光谱与自然光的光谱的相似性达到至少95％；

四、检测反射板的实时温度；

五、将所述实时温度与一个预设温度一和一个预设温度二进行比较；

六、在所述实时温度不大于所述预设温度一时，驱使所述冷热交换***停止向所述冷水管提供所述冷却水；

七、在所述实时温度大于所述预设温度一且不大于所述预设温度二时，所述控制器先计算所述实时温度与所述预设温度一的温度差，再在一个预设的温度差-水温对照表中查询出水温，最后驱使所述冷热交换***向所述冷水管提供所述冷却水，并使所述冷却水的温度达到所述水温；所述温度差与所述水温在所述温度差-水温对照表中存在一一对应的对照关系；

八、在所述实时温度大于所述预设温度二时，所述控制器驱使所述灯管停止发光，并在所述实时温度低于所述预设温度二后启动所述灯管。

相较于现有的暴晒实验光源产生设备，本发明的基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置及其发射方法具有以下有益效果：

1、该基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置，其框架设计成百叶窗结构，这样可以达到散热的目的，这样在光源发光时，可以使灯管产生的热量散发出去，保证灯管可以长时间使用，延长装置的使用寿命。定位机构的圆盘一能够通过移动而改变其在框架中的位置，同时圆盘二能够相对圆盘一转动，这样就可以使锁紧组件所锁住的灯管可以在框架中改变位置，使得其中轴线能够与抛物柱面的焦点连线重合。如此，在灯管发出光线后，该光线实际上就是从抛物柱面的焦点发出的光线，能够在抛物柱面上反射为平行光线，同时，灯管两端所发出的部分光线又可以通过两个反射平面反射出去，并与抛物柱面反射的光线汇合成线性同轴光，使得灯管发出的光线被充分利用，从而提高对光源的光利用率。由于线性同轴光为平行光线，其类似于自然光的光线传播形式，这样在进行暴晒实验时就可以很好地模拟自然光的暴晒过程，进而可以减少实验误差，使得实验更加贴近实际的自然光暴晒过程。

同时，本发明还通过温度传感器检测反射板的实时温度，而散热机构中冷水管中的冷却水可以将反射板的热量带走，起到散热的作用，这样控制器就可以根据实时温度对冷热交换***进行控制，并且根据实时温度与预设温度一的温度差调节冷却水的水温，以达到动态降温的作用，而且降温的过程中冷却水的水温也会产生变化，可以节约冷热交换***使用的能源，同时避免温度降低过快所造成的设备损伤。而且，在实时温度大于预设温度二时，此时反射板的温度过高，如果继续进行使用可以会损坏灯管以及其他部件，这时控制器就会停止灯管进行发光，直到实时温度低于预设温度二后才会启动灯管，既能保证设备不会高温损坏，也能保证装置能持续发出光线。

2、该基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置，其还可设置偏光玻璃，偏光玻璃在顶框的框口中，而灯管发出的光线中的杂散光和光谱与自然光光谱相异的光线就会被滤除，使得最终从偏光玻璃射出的光线会非常接近自然光，从而进一步降低光暴晒实验的实验误差。

3、该基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置，其还可设置提手和垫块，提手通过两个垫块而安装在框架上，这样在需要将同轴光发射装置固定在高处时可以便于操作和安装，方便进行工业产品的实验测试。而且，该同轴光发射装置也可以设置把手、垫圈和销孔块，在进行实验时，实验人员可以通过把手将装置提起，方便对装置进行移动和组装。

该基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射方法的有益效果与基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置的有益效果相同，在此不再做赘述。

附图说明

图1为本发明实施例1的基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置的正视图；

图2为图1中的基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置的侧视图；

图3为图1中的基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置的俯视图；

图4为图1中的基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置中抛物柱面的光线反射原理图；

图5为图1中的基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置的托架的立体图。

符号说明：

1 框架 16 反射平面

2 反射板 17 夹块

3 侧板一 18 固定块

4 侧板二 19 固定搭扣

5 偏光玻璃 20 圆盘一

8 顶框 21 圆盘二

9 把手 22 圆框

10 垫圈 23 圆圈

11 插销 25 垫块

12 销孔块 26 提手

13 托架 27 固定块一

15 抛物柱面 28 固定块二

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

请参阅图1、图2以及图3，本实施例提供了一种基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置，该装置可以用作暴晒或抗光腐蚀实验中的光源设备，其能够产生类似于自然光的光线，从而模拟出自然光的光照过程。其中，该同轴光发射装置包括框架、反射板2、定位机构、灯管、温度传感器一、散热机构以及控制器，在本实施例中，该装置还可包括偏光玻璃5、托架13、垫块25、提手26、把手9、垫圈10、销孔块12以及安装组件。

框架1包括多块板体，而这些板体设计成百叶窗排布。其中，在相对设置的两块板体中，一者为侧板一3，另一者为侧板二4。并且，位于框架1顶部的板体为顶框8。侧板一3和侧板二4成镜像设置，而其他一部分板体在可以呈百叶窗排布在侧板一3和侧板二4之间。由于框架1设计成百叶窗结构，这样可以达到散热的目的，这样在光源发光时，可以使光源产生的热量散发出去，保证光源可以长时间使用，延长装置的使用寿命。

请参阅图4，反射板2具有一个抛物柱面15和两个反射平面16，两个反射平面16位于抛物柱面15的相对两侧。位于抛物柱面15的焦点处的光源发出的一部分光线能够在抛物柱面15上反射成平行的线性同轴光线一，而另一部分光线能够在反射平面16上反射成与线性同轴光线一平行的线性同轴光线二。线性同轴光线一与线性同轴光线二组合成线性同轴光。其中，抛物柱面15实际上为反射板2上切出的抛物凹面，而且为了保证反射率而将此反射面进行氧化，使更多的光线从抛物柱面15反射出去。在本实施例中，利用激光加工，反射板2采用1.5mm厚度的铝板，并切出该抛物柱面15，然后采用钣金加工工艺，将反射板2折弯，即反射板2为弧形弯折结构。

请参阅图5，托架13安装在框架1上，并具有呈弧形的安装槽。反射板2嵌入在安装槽中，这样就实现了反射板2的安装固定。托架13可以通过螺栓等组件安装在框架1上，并且托架13的口部朝向框架1的顶部设置，即反射板2反射的光线会最终穿过顶框8的框口而射出。托架13不仅可以作为固定和定位反射板2的结构，还可以作为起到对反射板2散热的作用，使反射板2的热量能够及时散去。

定位机构包括圆盘一20、圆盘二21以及锁紧组件，还可包括圆框22和圆圈23。圆盘一20安装在框架1上，并能够通过移动而改变在侧板一3和侧板二4之间的相对位置。圆盘二21转动安装在圆盘一20上，并能锁定在圆盘一20上。在本实施例中，圆框22与圆盘一20同轴设置，并固定在圆盘一20上。圆圈23与圆盘二21同轴设置，并固定在圆盘二21上。圆框22通过转动能够与圆圈23相限位，使圆盘一20与圆盘二21锁定。实际上，本实施例可以通过移动圆盘一20后的4个六角隔离柱在侧板一3以及侧板二4的上下位置，来调整灯管在抛物柱面15的内部的位置，使其恰好处于其焦点线之上，反射出最优的同轴光线。

锁紧组件的数量为至少一组，而且每组锁紧组件包括夹块17、固定块18以及固定搭扣19。固定块18固定在圆盘二21上，并开设一个限位槽一。夹块17转动安装在固定块18上，且开设一个限位槽二。固定搭扣19活动安装在固定块18上，并能在夹块17转动使限位槽一与限位槽二组合成一个限位空间时限位夹块17转动。由于定位机构的圆盘一20能够通过移动而改变其在框架1中的位置，同时圆盘二21能够相对圆盘一20转动，这样就可以使锁紧组件所锁住的光源可以在框架1中改变位置，使得其中轴线能够与抛物柱面的焦点连线重合。

灯管的端部限位在限位空间中。灯管通过圆盘一20与圆盘二21改变在顶框8中的位置而使其中轴线能与抛物柱面15的焦点连线重合。在本实施例中，灯管可以采用卤素灯管，其发出的光线的光谱接近自然光的光谱。在灯管发出光线后，该光线实际上就是从抛物柱面的焦点发出的光线，能够在抛物柱面15上反射为平行光线，同时，灯管两端所发出的部分光线又可以通过两个反射平面16反射出去，并与抛物柱面15反射的光线汇合成线性同轴光，使得灯管发出的光线被充分利用，从而提高对光源的光利用率。由于线性同轴光为平行光线，其类似于自然光的光线传播形式，并且光谱与自然光的光谱类似，这样在进行暴晒实验时就可以很好地模拟自然光的暴晒过程，进而可以减少实验误差，使得实验更加贴近实际的自然光暴晒过程。

偏光玻璃5安装在顶框8的框口中，并用于滤除灯管发出的杂散光以及光谱与自然光的光谱相异的光线。在本实施例中，偏光玻璃5为矩形玻璃，线性同轴光从偏光玻璃5射出。由于偏光玻璃5在顶框8的框口中，而灯管发出的光线中的杂散光和光谱与自然光光谱相异的光线就会被滤除，使得最终从偏光玻璃5射出的光线会非常接近自然光，从而进一步降低光暴晒实验的实验误差。

安装组件包括固定块一27和固定块二28，固定块一27和固定块二28的数量均至少为四块。固定块一27和固定块二28均固定在顶框8上。偏光玻璃5的长边通过固定块一27固定在顶框8的长度方向上，偏光玻璃5的短边通过固定块二28固定在顶框8的宽度方向上。固定块一27和固定块二28均采用塑料块，可以将偏光玻璃5牢牢固定住。安装组件可以实现偏光玻璃5的安装固定，同时也便于在需要清洁偏光玻璃5时进行拆卸。

垫块25的数量至少为两块，而且这两块垫块25分别安装在框架1的相对两侧上。提手26的相对两端分别通过两块垫块25安装在框架1上。这样，在需要将同轴光发射装置固定在高处时，实验人员可以通过提手26将装置安装固定于数米高空之上，可以便于操作和安装，方便进行工业产品的实验测试。

把手9的数量至少为两个，而且把手9安装在顶框8的上。垫圈10的数量至少为两组，而且每组垫圈10与一个把手9对应。每组垫圈10安装在对应的把手9上，并抵在框架1上。这样可以减少把手9与框架1的碰撞损耗，同时还能够起到减震的作用。插销11的数量至少为两个，而且每个插销11与一个把手9对应。插销11的一端与对应的把手9连接，并***在顶框8中。销孔块12的数量至少为两组，而且每组销孔块12与一个插销11对应。每组销孔块12固定在对应的插销11的另一端上，这样可以在把手提起时起到限位的作用。在进行实验时，实验人员可以通过把手9将装置提起，方便对装置进行移动和组装。

温度传感器一的数量至少为一个，在一些实施例中，为了能够充分地对温度进行检测，温度传感器一的数量可以为多个。其中，温度传感器一用于检测反射板2的实时温度。在温度传感器一为多个时，此时检测的温度会有多个数值，而本实施例中可以将数值最大的检测温度作为实时温度，而其他温度稍低的则不作为参考对象。温度传感器一应当采用耐高温的传感器，这是因为在灯管发光后，发射板2上集聚的热量会非常多，因而其温度会非常高。

散热机构包括冷热交换***以及冷水管。冷水管的数量至少为一根，在一些实施例中，冷水管的数量可以为多根，具体可以根据所需要散热的面积决定。冷水管螺旋式弯曲在框架1中，并固定在反射板2的周围，以将抛物柱面15与反射平面16围住。冷水管的这种布置方式可以使冷水管与反射板2的接触面非常大，这样可以极大地反射板2的热量带走，实现快速降温的效果。冷热交换***用于向冷水管中提供冷却水，并驱使冷却水在冷水管中定向流动，以吸收并带走反射板2上的热量。冷热交换***可以采用冷热水箱和水泵的组合，例如采用冷水机这种设备，其能够将冷水管从反射板2带来的热量散走，同时为反射板2提供冷却水，而且整个水循环可以持续进行。

控制器用于将实时温度与一个预设温度一和一个预设温度二进行比较。在实时温度不大于预设温度一时，控制器驱使冷热交换***停止向冷水管提供冷却水。在实时温度大于预设温度一且不大于预设温度二时，控制器先计算实时温度与预设温度一的温度差，再在一个预设的温度差-水温对照表中查询出水温，最后驱使冷热交换***向冷水管提供冷却水，并使冷却水的温度达到水温。温度差与水温在温度差-水温对照表中存在一一对应的对照关系。在实时温度大于预设温度二时，控制器驱使灯管停止发光，并在实时温度低于预设温度二后启动灯管。这样，控制器就可以根据实时温度对冷热交换***进行控制，并且根据实时温度与预设温度一的温度差调节冷却水的水温，以达到动态降温的作用，而且降温的过程中冷却水的水温也会产生变化，可以节约冷热交换***使用的能源，同时避免温度降低过快所造成的设备损伤。而且，在实时温度大于预设温度二时，此时反射板的温度过高，如果继续进行使用可以会损坏灯管以及其他部件，这时控制器就会停止灯管进行发光，直到实时温度低于预设温度二后才会启动灯管，既能保证设备不会高温损坏，也能保证装置能持续发出光线。

综上所述，相较于现有的暴晒实验光源产生设备，本实施例的基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置具有以下有益效果：

1、该基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置，其框架1设计成百叶窗结构，这样可以达到散热的目的，这样在光源发光时，可以使灯管产生的热量散发出去，保证灯管可以长时间使用，延长装置的使用寿命。定位机构的圆盘一20能够通过移动而改变其在框架1中的位置，同时圆盘二21能够相对圆盘一20转动，这样就可以使锁紧组件所锁住的灯管可以在框架1中改变位置，使得其中轴线能够与抛物柱面的焦点连线重合。如此，在灯管发出光线后，该光线实际上就是从抛物柱面15的焦点发出的光线，能够在抛物柱面15上反射为平行光线，同时，灯管两端所发出的部分光线又可以通过两个反射平面16反射出去，并与抛物柱面15反射的光线汇合成线性同轴光，使得灯管发出的光线被充分利用，从而提高对光源的光利用率。由于线性同轴光为平行光线，其类似于自然光的光线传播形式，这样在进行暴晒实验时就可以很好地模拟自然光的暴晒过程，进而可以减少实验误差，使得实验更加贴近实际的自然光暴晒过程。

同时，本发明还通过温度传感器一检测反射板的实时温度，而散热机构中冷水管中的冷却水可以将反射板的热量带走，起到散热的作用，这样控制器就可以根据实时温度对冷热交换***进行控制，并且根据实时温度与预设温度一的温度差调节冷却水的水温，以达到动态降温的作用，而且降温的过程中冷却水的水温也会产生变化，可以节约冷热交换***使用的能源，同时避免温度降低过快所造成的设备损伤。而且，在实时温度大于预设温度二时，此时反射板的温度过高，如果继续进行使用可以会损坏灯管以及其他部件，这时控制器就会停止灯管进行发光，直到实时温度低于预设温度二后才会启动灯管，既能保证设备不会高温损坏，也能保证装置能持续发出光线。

2、该基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置，其还可设置偏光玻璃5，偏光玻璃5在顶框8的框口中，而灯管发出的光线中的杂散光和光谱与自然光光谱相异的光线就会被滤除，使得最终从偏光玻璃5射出的光线会非常接近自然光，从而进一步降低光暴晒实验的实验误差。

3、该基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置，其还可设置提手26和垫块25，提手26通过两个垫块25而安装在框架1上，这样在需要将同轴光发射装置固定在高处时可以便于操作和安装，方便进行工业产品的实验测试。而且，该同轴光发射装置也可以设置把手9、垫圈10和销孔块12，在进行实验时，实验人员可以通过把手9将装置提起，方便对装置进行移动和组装。

实施例2

本实施例提供了一种基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置，其在实施例1的基础上对反射平面16进行细化。其中，两个反射平面16位于抛物柱面15的两端，并用于将灯管两侧发射的部分光线反射成线性同轴光线二。而且，反射平面16与抛物柱面15的延伸方向的夹角为45度。当然，在其他实施例中，该夹角的数值可以在45度左右，具体可以根据灯管端部射出的光线与抛物柱面15的夹角所决定，而在选择该数值后可以保证足够多的光线从反射平面16上反射出去。当然，反射平面16也可以为氧化面，其能够将光线最大化反射出去，提高光源的利用效率。

实施例3

本实施例提供了一种基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置，其在实施例1的基础上增加了温度显示机构。其中，温度显示机构包括多个温度传感器二以及显示器。多个温度传感器二分别用于检测框架1中各个区域的温度。其中，温度传感器二可以用于检测反射板2的温度，也可以检测抛物柱面15构成的柱形空间的温度，还可以检测框架1中的温度。显示器用于显示温度传感器二检测的温度，这样实验人员就可以实时掌握装置内的温度情况，并在温度过高时及时对装置进行处理。在一些实施例中，一部分温度传感器和一部分温度传感器二为相同的部件。例如，在反射板2的温度高于一定值时，实验人员可以降低灯管的功率或者使灯管停止工作，也可以通过其他不降低功率的手段进行降温，如通过风扇、水冷等方式将热量带走。

实施例4

本实施例提供了一种基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射方法，其应用于实施例1-3中所提供的任意一种基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置中，其包括以下步骤：

一、将所述灯管通过所述锁紧组件与圆盘二21相固定；

二、移动圆盘一20并转动圆盘二21，使所述灯管中轴线与抛物柱面15的焦点连线重合；

三、驱使所述灯管发出光线，所述光线在抛物柱面15和抛物柱面15上反射成平行的线性同轴光；其中，所述光线的光谱与自然光的光谱的相似性达到至少95％；

四、检测反射板2的实时温度；

五、将所述实时温度与一个预设温度一和一个预设温度二进行比较；

六、在所述实时温度不大于所述预设温度一时，驱使所述冷热交换***停止向所述冷水管提供所述冷却水；

七、在所述实时温度大于所述预设温度一且不大于所述预设温度二时，所述控制器先计算所述实时温度与所述预设温度一的温度差，再在一个预设的温度差-水温对照表中查询出水温，最后驱使所述冷热交换***向所述冷水管提供所述冷却水，并使所述冷却水的温度达到所述水温；所述温度差与所述水温在所述温度差-水温对照表中存在一一对应的对照关系；

八、在所述实时温度大于所述预设温度二时，所述控制器驱使所述灯管停止发光，并在所述实时温度低于所述预设温度二后启动所述灯管。

实施例5

本实施例提供了一种工业曝光实验***，该***用于对至少一种产品进行暴晒测试。例如，该工业曝光实验***可以为对汽车表面烤漆、汽车内饰的曝晒***，也可以为对微电子器件如太阳能电池板等器件的曝光实验***，还可以为对各种材料的暴晒实验***。在本实施例中吗，该工业曝光实验***包括实施例1-3中所提供的任意一种基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置，还可以包括相关的暴晒平台以及暴晒检测仪器。暴晒平台可以供产品放置，并且提供封闭的暴晒空间。即在该暴晒空间中，不会或很少能够有其他光线进入，只能有同轴光发射装置产生的光线进入。暴晒检测仪器用于检测产品在暴晒过程中的各项性能参数，这些参数由实际所进行实验的产品所决定。在工业曝光实验***工作时，线性同轴光作用于产品，以模拟自然光对产品进行暴晒。在选择暴晒强度时，可以根据实际需要调节灯管的功率或者选用不同功率的灯管，而卤素灯管产生的光强度非常大，可以充分地对产品进行暴晒，使产品的测试时间缩短。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置，其特征在于，其包括：

框架(1)，其包括设计成百叶窗排布的多块板体；在其中相对设置的两块板体中，一者为侧板一(3)，另一者为侧板二(4)；

反射板(2)，其具有一个抛物柱面(15)和位于抛物柱面(15)相对两侧的两个反射平面(16)；位于抛物柱面(15)的焦点处的光源发出的一部分光线能够在抛物柱面(15)上反射成平行的线性同轴光线一，而另一部分光线能够在反射平面(16)上反射成与线性同轴光线一平行的线性同轴光线二；所述线性同轴光线一与所述线性同轴光线二组合成线性同轴光；

定位机构，其包括圆盘一(20)、圆盘二(21)以及至少一组锁紧组件；圆盘一(20)安装在框架(1)上，并能够通过移动而改变在侧板一(3)和侧板二(4)之间的相对位置；圆盘二(21)转动安装在圆盘一(20)上，并能锁定在圆盘一(20)上；每组锁紧组件包括夹块(17)、固定块(18)以及固定搭扣(19)；固定块(18)固定在圆盘二(21)上，并开设一个限位槽一；夹块(17)转动安装在固定块(18)上，且开设一个限位槽二；固定搭扣(19)活动安装在固定块(18)上，并能在夹块(17)转动使所述限位槽一与所述限位槽二组合成一个限位空间时限位夹块(17)转动；以及

灯管，其端部限位在所述限位空间中；所述灯管通过圆盘一(20)与圆盘二(21)改变在顶框(8)中的位置而使其中轴线能与抛物柱面(15)的焦点连线重合；

至少一个温度传感器，其用于检测反射板(2)的实时温度；

散热机构，其包括冷热交换***以及至少一根冷水管；所述冷水管螺旋式弯曲在框架(1)中，并固定在反射板(2)的周围，以将抛物柱面(15)与反射平面(16)围住；所述冷热交换***用于向所述冷水管中提供冷却水，并驱使所述冷却水在所述冷水管中定向流动，以吸收并带走反射板(2)上的热量；以及

控制器，其用于将所述实时温度与一个预设温度一和一个预设温度二进行比较；在所述实时温度不大于所述预设温度一时，所述控制器驱使所述冷热交换***停止向所述冷水管提供所述冷却水；在所述实时温度大于所述预设温度一且不大于所述预设温度二时，所述控制器先计算所述实时温度与所述预设温度一的温度差，再在一个预设的温度差-水温对照表中查询出水温，最后驱使所述冷热交换***向所述冷水管提供所述冷却水，并使所述冷却水的温度达到所述水温；所述温度差与所述水温在所述温度差-水温对照表中存在一一对应的对照关系；在所述实时温度大于所述预设温度二时，所述控制器驱使所述灯管停止发光，并在所述实时温度低于所述预设温度二后启动所述灯管。

2.如权利要求1所述的基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置，其特征在于，位于框架(1)顶部的板体为顶框(8)；所述同轴光发射装置还包括：

偏光玻璃(5)，其安装在顶框(8)的框口中，并用于滤除所述灯管发出的杂散光以及光谱与自然光的光谱相异的光线；其中，所述线性同轴光从偏光玻璃(5)射出。

3.如权利要求1所述的基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置，其特征在于，反射板(2)为弧形弯折结构；所述同轴光发射装置还包括：

托架(13)，其安装在框架(1)上，并具有呈弧形的安装槽；反射板(2)嵌入在所述安装槽中。

4.如权利要求1所述的基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置，其特征在于，两个反射平面(16)位于抛物柱面(15)的两端，并用于将所述灯管两侧发射的部分光线反射成所述线性同轴光线二。

5.如权利要求4所述的基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置，其特征在于，反射平面(16)与抛物柱面(15)的延伸方向的夹角为45度。

6.如权利要求1所述的基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置，其特征在于，所述同轴光发射装置还包括：

至少两块垫块(25)，其分别安装在框架(1)的相对两侧上；以及

提手(26)，其相对两端分别通过两块垫块(25)安装在框架(1)上。

7.如权利要求2所述的基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置，其特征在于，所述同轴光发射装置还包括：

至少两个把手(9)，其安装在顶框(8)的上；

分别与至少两个把手(9)对应的至少两组垫圈(10)，每组垫圈(10)安装在对应的把手(9)上，并抵在框架(1)上；

分别与至少两个把手(9)对应的至少两个插销(11)，其一端与对应的把手(9)连接，并***在顶框(8)中；以及

分别与至少两个插销(11)对应的至少两组销孔块(12)，每组销孔块(12)固定在对应的插销(11)的另一端上。

8.如权利要求1所述的基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置，其特征在于，所述定位机构还包括圆框(22)和圆圈(23)；圆框(22)与圆盘一(20)同轴设置，并固定在圆盘一(20)上；圆圈(23)与圆盘二(21)同轴设置，并固定在圆盘二(21)上；圆框(22)通过转动能够与圆圈(23)相限位，使圆盘一(20)与圆盘二(21)锁定。

9.如权利要求2所述的基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置，其特征在于，偏光玻璃(5)为矩形玻璃；所述同轴光发射装置还包括：

安装组件，其包括至少四块固定块一(27)和至少四块固定块二(28)；固定块一(27)和固定块二(28)均固定在顶框(8)上；偏光玻璃(5)的长边通过固定块一(27)固定在顶框(8)的长度方向上，偏光玻璃(5)的短边通过固定块二(28)固定在顶框(8)的宽度方向上。

10.一种基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射方法，其应用于如权利要求1-9中任意一项所述的基于圆锥曲线光学性质的同轴光发射装置中，其特征在于，其包括以下步骤：

一、将所述灯管通过所述锁紧组件与圆盘二(21)相固定；

二、移动圆盘一(20)并转动圆盘二(21)，使所述灯管中轴线与抛物柱面(15)的焦点连线重合；

三、驱使所述灯管发出光线，所述光线在抛物柱面(15)和抛物柱面(15)上反射成平行的线性同轴光；其中，所述光线的光谱与自然光的光谱的相似性达到至少95％；

四、检测反射板(2)的实时温度；

五、将所述实时温度与一个预设温度一和一个预设温度二进行比较；

六、在所述实时温度不大于所述预设温度一时，驱使所述冷热交换***停止向所述冷水管提供所述冷却水；

七、在所述实时温度大于所述预设温度一且不大于所述预设温度二时，所述控制器先计算所述实时温度与所述预设温度一的温度差，再在一个预设的温度差-水温对照表中查询出水温，最后驱使所述冷热交换***向所述冷水管提供所述冷却水，并使所述冷却水的温度达到所述水温；所述温度差与所述水温在所述温度差-水温对照表中存在一一对应的对照关系；

八、在所述实时温度大于所述预设温度二时，所述控制器驱使所述灯管停止发光，并在所述实时温度低于所述预设温度二后启动所述灯管。

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