[實用新型]高強度太陽輻射光源模擬裝置

有效

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• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN206723912U
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設計）人: 張燕
• 申請（專利權）人: 長春晟博光學技術開發(fā)有限公司
• 主分類號: F21S2/00
• 分類號: F21S2/00;F21V14/00;F21V13/12
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所(普通合伙)22210
• 代理人: 李青

技術領域

本實用新型屬于光學設備領域，具體涉及一種高強度太陽輻射光源模擬裝置。

背景技術

太陽模擬器是在室內環(huán)境中模擬自然太陽光的光源模擬裝置。它具有輻照度穩(wěn)定，不受時間、季節(jié)、氣候影響等諸多優(yōu)點，主要用于研究高強度太陽輻射與物質的相互作用，如航空航天，光熱化學、聚光光伏電池的研究。太陽模擬器中對光源的選擇十分關鍵，太陽模擬器的光源應具有光譜與太陽光譜盡可能接近、發(fā)光效率高、功率可調等特性。短弧氙燈輻射光譜分布近似于太陽光譜分布，光色接近日光，因此成為太陽模擬器選用最多的光源。

目前高強度太陽輻射光源主要通過戶外太陽跟蹤聚焦系統進行，但系統過于龐大復雜，難以推廣應用，而一般實驗室研究多采用小型的碟式、槽式或菲涅爾透鏡式聚光器，也可獲得小面積的高輻照度，但是以自然界陽光為光源受環(huán)境影響大，穩(wěn)定性差，，聚光強度的可調性和均勻性都較差，從而影響了研究結果的可靠性和可重復性。

實用新型內容

為了解決現有技術中存在的問題，本實用新型提供了一種高強度太陽輻射光源模擬裝置，只需要配以簡單的光學系統便可以達到較高的均勻性和穩(wěn)定性要求。

本實用新型解決技術問題所采用的技術方案如下：

高強度太陽輻射光源模擬裝置，該裝置包括：機柜、聚光單元、制冷風機、電源機箱、觸發(fā)器和光闌；聚光單元、制冷風機、電源、觸發(fā)器和光闌皆設置在機柜內，聚光單元氙燈的兩端分別與電源機箱和觸發(fā)器相連，制冷風機設置在聚光單元旁，對聚光單元制冷；電源機箱和觸發(fā)器相連，聚光單元的出射光經平面反射鏡改變光路，經光闌射出。通過光闌調節(jié)光斑的尺寸，通過電源功率調節(jié)光斑輻射能流的強弱。

本實用新型的有益效果是：高強度太陽輻射光源模擬裝置利用一個聚光單元、平面反射鏡和光闌實現了高強度太陽輻射光源的模擬；平面反射鏡相對于水平面傾斜45度放置用于改變光路，使反射后的光束改變傳播方向通過光闌出射，并利用光闌調節(jié)通過的光束的大小；通過反射鏡和層式機柜使高強度太陽輻射光源模擬裝置的整體占地面積大大的減小；該高強度太陽輻射光源模擬裝置系統簡單可靠，方便用于實驗研究。

附圖說明

圖1本實用新型高強度太陽輻射光源模擬裝置結構示意圖。

圖中：1、光闌，2、平面反射鏡，3、反射鏡固定板，4、電極支架，5、氙燈，6、橢球面聚光鏡，7、定位桿，8、固定基座，9、制冷風機，10、風機固定座，11、陰極導線，12、觸發(fā)器，13、電源機箱，14、電流表，15、電壓表，16、電源開關，17、陽極導線和18、機柜。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細說明。

如圖1所示，高強度太陽輻射光源模擬裝置，包括機柜18、光闌1、平面反射鏡2、反射鏡固定板3、電極支架4、氙燈5、橢球面聚光鏡6、定位桿7、固定基座8、制冷風機9、風機固定座10、陰極導線11、觸發(fā)器12、電源機箱13、電流表14、電壓表15、電源開關16和陽極導線17；機柜18為多層機構，第一層設置聚光單元和制冷風機9。聚光單元包括電極支架4、氙燈5、橢球面聚光鏡6、定位桿7、銅柱和固定基座8；橢球面聚光鏡6設置在固定基座8內，通過定位桿7圓周均布固定；氙燈5安裝在橢球面聚光鏡6內，與橢球面聚光鏡6同軸設置，氙燈5的發(fā)光點與橢球面聚光鏡6的第一焦點重合，氙燈5的兩端電極通過設置在電極支架4上的銅柱分別與電源機箱13和觸發(fā)器12連接。制冷風機9用圓柱頭內六角螺栓配合平墊圈安裝在風機固定板10上；風機固定板10與機柜18第一層絕緣板連接。制冷風機9設置在聚光單元旁，對聚光單元制冷

機柜18的第二層設置觸發(fā)器12和電源機箱13，觸發(fā)器12通過陰極導線11與氙燈5的陰極連接，電源機箱13通過陽極導線17與氙燈5的陽極連接，電源機箱13上設置電流表14、電壓表15和電源開關16，可以根據需求調節(jié)電源機箱13上的電流和電壓，用以調節(jié)氙燈的發(fā)光強度。觸發(fā)器12和電源機箱13相連。

機柜18外部有一個類似于等邊直角三角形的結構，兩直角邊一邊與機柜18側邊連接，另一邊設置光闌1，斜邊通過反射鏡固定板3安裝平面反射鏡2；直角三角形結構與機柜18連接的一邊和與直角三角形結構相連的機柜18的側邊設有一個矩形通孔用于光束的傳播，橢球面聚光鏡6的光軸與平面反射鏡2的法線成45度角。氙燈5的光由橢球面聚光鏡6反射會聚后，通過矩形通孔，入射到平面反射鏡2上，由平面反射鏡2反射后通過光闌1出射，通過調節(jié)光闌1可以改變光斑的大小，通過調整電源的輸出功率，可以改變光斑能流的強弱。