[發明專利]大型太陽模擬器水平點燃燈單元陣列及其排布和支撐方法

有效

• 申請號: 201910001376.7
• 申請日: 2019-01-02
• 公開（公告）號: CN109637331B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 向艷紅;李竑松;楊林華;蔣山平;張鵬嵩;王丹藝;張博倫;王劭溥
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.大型太陽模擬器水平點燃燈單元陣列，其中，大型太陽模擬器水平點燃燈單元陣列由球封頭和若干燈單元組成，若干燈單元通過燈單元支撐機構固定在球封頭中，燈單元包括陽極接線柱、聚光鏡、氙燈、三維調節機構、Z形支架、陰極支撐及陽極支撐，其中，陽極接線柱與氙燈的陽極電連接，氙燈固定在聚光鏡中間，氙燈中的陽極固定連接在陽極支撐上，氙燈中與陽極相對設置的陰極支撐在陰極支撐上，三維調節機構的頂部支撐有Z形支架一側的水平面一，水平面一上通過豎桿固定設置有陰極支撐，Z形支架另一側的水平面二上固定設置陽極支撐，燈單元支撐機構為框架結構，由四根支撐桿穿過聚光鏡固定在球封頭上，支撐結構的框架底面螺接有三維調節機構的固定板，以安裝三維調節機構；三維調節機構能夠進行三維方向的調節，帶動氙燈進行三維位置移動，大型太陽模擬器為KM6太陽模擬器，是配備在KM6空間環境模擬器上的輻照面直徑5000mm、氙燈水平點燃并水平入射的離軸準直型太陽模擬器；

其特征在于：球封頭內均勻設置有多個聚光鏡安裝面，所述聚光鏡安裝面為平面，且所有聚光鏡安裝面到球封頭球心的垂直距離都相等；球封頭等間距分布有多個通光孔，且所有通光孔的中心線垂直于聚光鏡安裝面，且匯聚于一點，即球心處；

每個聚光鏡安裝面中心點的坐標定義：以球封頭的球心O作為坐標原點，以中心聚光鏡安裝面中心點O1和球心O的連線作為Z軸，建立如下的三維坐標系：

式中：

L—第i個聚光鏡安裝面中心點M距中心聚光鏡安裝面中心點O1的距離；

f—球心O點到第i個聚光鏡安裝面的垂直距離；

φ_i—第i個聚光鏡安裝面中心點M在XY平面的投影為N，ON與X軸的夾角，(f,θ_i,φ_i)就定義了球封頭上燈單元的排布坐標；

其中，總共包括37個聚光鏡，每個聚光鏡的安裝面到球心的垂直距離f＝6799mm,θ_i,φ_i分別如下：

2.如權利要求1所述的大型太陽模擬器水平點燃燈單元陣列，其特征在于，聚光鏡的六個邊進行了削邊處理，將聚光鏡的外輪廓定義在正六邊形之內，這樣，所有排布中的聚光鏡之間的間距減小為30mm。

3.如權利要求1所述的大型太陽模擬器水平點燃燈單元陣列，其特征在于，正六邊形的高為480mm。

4.如權利要求1所述的大型太陽模擬器水平點燃燈單元陣列，其特征在于，多個聚光鏡安裝面的中間為一個燈單元，以其為圓心的第二圈燈單元為6個，依次類推向外擴展，每個燈單元和相鄰燈單元的間距相等，都為30mm。

5.如權利要求1-4任一項所述的大型太陽模擬器水平點燃燈單元陣列的支撐方法，包括以下步驟：

首先，調節球封頭中心軸線和太陽模擬器系統光軸重合，然后固定球封頭的位置，然后再安裝單個燈單元，其中單個燈單元的實施方式如下：

1)先拆除陽極支撐桿，并將氙燈三維調節機構安裝在燈單元支撐結構上；

2)在球封頭上安裝聚光鏡，并用上下兩個螺栓將聚光鏡與球封頭固定；

3)將裝有氙燈三維調節機構的燈單元支撐結構的4個長螺桿依次穿過聚光鏡安裝孔、球封頭安裝孔，并用螺母固緊，其中，要使得聚光鏡的六個邊進行了削邊處理，將聚光鏡的外輪廓定義在正六邊形之內，這樣，所有排布中的聚光鏡之間的間距減小為30mm；

4)安裝氙燈的陽極支撐桿；

5)安裝氙燈；

按上述的5個步驟完成了單個燈單元的安裝，其余燈單元的安裝也以此進行，直至完成所有燈單元的安裝，一個燈單元的陣列就此完成。