[實用新型]一種全光譜LED太陽模擬器

有效

• 申請號: 201420428490.0
• 申請日: 2014-07-31
• 公開（公告）號: CN204026251U
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 韓丙辰;連德浩;劉艷紅;董麗娟;石云龍
• 申請（專利權）人: 山西大同大學
• 主分類號: F21S2/00
• 分類號: F21S2/00;F21V19/00;F21V23/00;F21V29/02;F21Y101/02
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 李淑惠

技術領域

?本實用新型涉及一種用LED燈珠陣列實現太陽模擬的裝置，尤其是涉及全光譜覆蓋的太陽模擬器。

背景技術

隨著照明光源的不斷發展，發光二極管（LED）的發光效率不斷提高，光線質量高；單色LED光譜窄，光色較純，低壓即可驅動；其具有體積小、壽命長、發熱量低、控制方便靈活等特點。對于上述諸多優點，使LED在光照方面備受關注。所謂的太陽模擬裝置，就是利用各種不同波長的LED光源復合發光，使其產生類似于太陽光的效果。實驗表明，雖然得到的LED光照強度比太陽光譜輻照度小得多，但是LED面陣得到的光譜輻射束組成與太陽光極為相似。理論上可以實現LED光源模擬太陽光。

太陽模擬是利用人工光源模擬太陽光輻照特性的一門科學技術。隨著光電信息時代的到來，太陽模擬器可在高精度擬合太陽光譜的前提下，實現不同的太陽輻照強度。在短期內實現對不同地域、不同季節的太陽光輻照特性模擬，以滿足實驗研究對太陽輻照的特殊要求。早期的太陽模擬器主要應用于航空航天領域，主要應對空間科學領域對地面開展空間環境模擬實驗的需要?，F如今，太陽模擬器有了更廣泛的應用，在農業方面各種太陽植物燈的涌現，使更多的作物增產增收；建材行業中，材料的耐輻射老化測試，把危險防患于未然；更有最近用于人體保健的太陽模擬裝置的研制成功，進一步推動了太陽模擬技術的發展。

目前，公知的太陽模擬器是由光源室，電路控制室，散熱裝置，光路變換箱體組成。將光源與控制芯片連接，控制光源的功率大小，亮暗變化，散熱裝置組裝在發熱量大的電子元器件上，以使太陽模擬器能長時間的工作。設計光路變換箱體，使出射光線更加均勻，并對太陽模擬器性能進行驗證。但是，現在大多數的太陽模擬器使用氙燈光源模擬，起輝裝置以及后續電路相當復雜，價格昂貴且使用壽命有限。

發明內容

本實用新型的目的是解決現有的太陽模擬器點燃系統復雜和后續電路龐大，價格昂貴，使用壽命有限的問題，提供一種全光譜LED太陽模擬器，該太陽模擬器選用LED作為光源，不僅價格低廉，壽命長，節能環保；而且電路簡單，易于控制，尤其是能夠實現全光譜的太陽模擬。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

.一種全光譜LED太陽模擬器，包括光源室，電路控制室和散熱裝置，所述的光源室、電路控制室和散熱裝置設置在一個一體的圓柱筒體內，圓柱筒體內的上部為光源室，光源室包括光源面板，光源面板上中部設有LED燈珠陣列，LED燈珠陣列四周的光源面板上開有一組散熱圓孔；光源室以上部分的圓柱筒體用作燈罩，圓柱筒體上端設置有光學菲涅爾透鏡；光源室以下部分的圓柱筒體為電路控制室，包括控制芯片和限流電阻，限流電阻的一端連接控制芯片，限流電阻的另一端連接LED燈珠陣列，LED燈珠陣列的另一端連接開關電源；圓柱筒體內的下部設有散熱裝置。散熱裝置安裝在整個產品的底部，自下而上，不斷吹風，使太陽模擬器能夠長時間高效工作。

所述LED燈珠陣列中的LED燈珠的波長在365nm-940nm之間，每隔10nm波長間隔選一種LED燈珠，至少涉及20種以上波長的LED燈珠構成太陽模擬LED燈珠陣陣，利用控制芯片使各單色LED燈珠電壓電流連續可調，從而使LED復合光譜更接近于太陽光譜，利用單色光復合來實現LED太陽模擬。

本實用新型全光譜LED太陽模擬器的工作過程：

由各單色LED燈珠組成LED燈陣，形成光源。

各單色LED燈珠串聯限流電阻，整個LED燈珠并聯連接，干路通過控制芯片使各燈珠電壓電流連續可調。

通過菲涅爾透鏡使各LED燈珠發光復合成太陽光。

本實用新型的優點和有益效果：

可以實現太陽全光譜的模擬。選用新型LED燈珠，價格低廉，節能環保，選用直流電源供電，低壓即可驅動，限流電路僅采用電阻元件，電路結構簡單靈活，且較容易控制。

附圖說明

圖1為本實用新型全光譜太陽模擬器總體結構示意圖；

圖2為全光譜太陽模擬器工作原理圖；

圖中，1光學菲涅爾透鏡，2光源面板，3?LED燈珠陣列，4圓柱筒體，5鋁片，6大風扇，7圓孔，8控制芯片，9水泥電阻，10太陽模擬器LED光源，11菲涅爾透鏡，12小透鏡，13光屏，14照度計，15計算機數據采集擬合處理。

下面結合附圖對全光譜LED太陽模擬器進行詳細的說明。

具體實施方式