[發明專利]太陽光照射模擬試驗裝置

有效

• 申請號: 200910046364.2
• 申請日: 2009-02-19
• 公開（公告）號: CN101493429A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: 徐勤;寇玉德;鄒錫林;劉雄;唐雅芳;王曄
• 申請（專利權）人: 上海建科檢驗有限公司
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;H05B37/02
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司
• 代理人: 李蘭英;季良赳

技術領域

本發明涉及一種試驗裝置，特別是涉及一種太陽光模擬試驗裝置。尤其適合于建筑幕墻的熱工性能的測試。也可廣泛應用于太陽能電池測試、材料測試、生物測試、環境研究、光降解加速測試以及化妝皮膚用品的測試等。

背景技術

建筑幕墻是現代建筑外圍護結構，是室內外環境的分界面，除了必須具備早期建筑的圍護結構的安全、遮風、擋雨的防護功能之外，還要通過調整幕墻結構來控制室內外聲、光、熱等各種形式的能量的流通來實現所需要的舒適度。因而幕墻的熱工性能不僅僅是保溫性能，從傳熱學角度來看；當室外溫度小于室內設定的舒適性溫度時，幕墻要阻擋室內的熱量向室外散失，稱為幕墻的保溫性能；當室外溫度大于室內設定的舒適性溫度時，幕墻要阻擋室外的熱量向室內傳遞，稱為幕墻的隔熱性能。

進入21世紀以來，能源問題日趨嚴重，玻璃幕墻作為一種建筑外圍護結構，其傳熱耗熱量及冷風滲透耗熱量所產生的熱損失占全部建筑能耗的40％～50％。由此用于加熱或冷卻所消耗的電力能源也不斷增加，這與能源發展戰略是相悖的。如果玻璃幕墻采用合理的結構則可大幅降低能量損耗。

建筑幕墻(建筑門窗)傳熱通常是以輻射、對流、導熱三種方式同時進行，是綜合作用的效果。還要考慮太陽輻射熱。在實際的幕墻結構中，不僅存在由兩側空氣溫差引起的熱損失，而且還存在由太陽輻射引起的熱損失以及由天空輻射引起的熱損失。太陽輻射通過幕墻、進入室內的熱量是造成夏季室內過熱的主要原因。

目前常用的太陽光模擬器大多是通過氙光燈照射到反光鏡組上，通過鏡面的反射和折射等一系列動作，形成具有一部分太陽光的光束然后再照射到被測物體上，這種裝置不容易操作，局限性較大。比如，受外界環境因素影響比較大。另外最大缺點就是不容易控制光源的強度。太陽光的熱量主要集中在紅外波段。對于建筑幕墻而言，太陽光照射有兩個技術參數：照射物表面溫度T(單位：℃)和日光輻射最大強度值I(單位：W/m²)。現有設備都只提供前者，沒有提供后者的參數。有的裝置提供發光強度，(單位：為cd)。還有的裝置提供輻照度，(單位為lux)。但這些參數和日光輻射最大強度值I(單位：W/m²)沒有直接的換算公式。

英國Standard?test?methods?for?building?envelopes(測試標準)中第18子項STANDARD?THERMAL?CYCLING?REGIME對幕墻的熱工測試有明確的要求：“加熱階段所用的紅外燈應以Imax+50/-0W/m²的亮度，即輻射能量的中等強度，均衡照射樣品外表面。加熱階段還應提供通風孔，使樣品外表層的氣溫不超過Tmax+5/-0℃。”。

發明內容

本發明試驗裝置的目的就是模擬太陽光的照射，通過調節使其符合世界各地的日照情況。并解決光源強度不容易控制的難題。

本發明為了達到上述的目的，所采取的技術方案是：

提供一種太陽光照射模擬試驗裝置，包括與電源連接的電源控制單元，與電源控制單元相連接的功率調整器，分別與功率調整器相連接的傳感器，燈墻和控制主機，與控制主機相連接的顯示器；所述功率調整器通過傳感器接收燈墻向被測物體輻射的熱量，經過處理后傳送給控制主機；控制主機對其傳送的信號與設置目標信號進行對比，對比的結果再返回功率調整器并通過顯示器顯示或報警；功率調整器根據返回的結果調整電源控制單元控制電源對燈墻的供電功率，及控制燈墻的輻照光強。

所述燈墻包括墻板及分布在墻板上的燈泡；所述分布在墻板上的燈泡發射模擬太陽輻射光譜的光波或者發射單色光波。

本發明的太陽光照射模擬試驗裝置有顯著的效果。

●如上述的結構，本發明的太陽光照射模擬試驗裝置中包括與電源控制單元連接的功率調整器，功率調整器能夠通過電源控制單元實時調整控制電源對燈墻的供電功率，即控制燈墻的發光強度。因此，本發明的試驗裝置解決了光源強度不容易控制的一系列難題。

●如上述的結構，本發明太陽光照射模擬試驗裝置中包括與功率調整器相連接的燈墻，燈墻上分布著發射包括太陽輻射光譜光波的燈泡。因此，所述的燈墻模擬出太陽光中各個波段的光譜，真實地再現太陽光輻射的特性。所以，通過本發明的試驗裝置測試的數據更能接近實際太陽光(日光)的性能特征，更加符合建筑材料以后所要面臨的自然環境。

●如上述的結構，本發明太陽光照射模擬試驗裝置中包括在燈墻上的燈泡可根據試驗要求發射不同波段光譜的光波。所以本發明應用廣泛，如應用于太陽能電池測試、材料測試、生物測試、環境研究、光降解加速測試以及化妝皮膚用品等的測試。