專利名稱：大型室內(nèi)太陽光照模擬系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航天器內(nèi)場環(huán)境試驗領(lǐng)域，具體來說，涉及一種用于內(nèi)場試驗的大型室內(nèi)太陽光照模擬系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
大型室內(nèi)太陽光照模擬系統(tǒng)來源于探月工程任務(wù)，主要為試驗內(nèi)場提供模擬月面的光照環(huán)境，盡可能真實地模擬實際的太陽光照條件，從而為相關(guān)儀器設(shè)備提供試驗環(huán)境手段。然而，由于探月工程涉及的很多技術(shù)處于保密狀態(tài)，本發(fā)明人經(jīng)過大量的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)目前沒有相關(guān)探月工程的太陽光模擬系統(tǒng)的技術(shù)研究工作，而國外也未查到如此大型光照模擬設(shè)備的資料文獻。由此可見，對于大型室內(nèi)太陽光照模擬系統(tǒng)的研制迫在眉睫，這對于我國探月工程的進一步開展提供了基礎(chǔ)保障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種大型室內(nèi)太陽光照模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用147盞聚光燈組成燈陣，燈陣通過仿真分析，然后進行精密排布，各燈發(fā)射的光線通過補償疊加從而在地面形成均勻的照射區(qū)域；整個燈陣通過驅(qū)動系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)不同角度的旋轉(zhuǎn)，從而模擬實際太陽的高度角變化情況。該系統(tǒng)能夠提供滿足輻照均勻性、穩(wěn)定性和準直性要求的大型太陽光照模擬環(huán)境。本發(fā)明的用于室內(nèi)的大型太陽光照模擬系統(tǒng)，主要由燈陣系統(tǒng)、主支撐結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、通風系統(tǒng)和供電及控制系統(tǒng)組成，燈陣系統(tǒng)由若干燈具組成，單燈組件提供滿足光譜分布等指標要求的出射光；主支撐結(jié)構(gòu)與地基和墻面通過混凝土澆灌和/或螺接方式固定并根據(jù)燈陣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)提供對燈陣整體的支撐和固定，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)機械連接在主支撐結(jié)構(gòu)上，燈陣系統(tǒng)中的若干燈具機械固定在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的轉(zhuǎn)軸上，以通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)對燈陣系統(tǒng)的角度調(diào)節(jié)；通風系統(tǒng)的各部件機械固定在主支撐結(jié)構(gòu)上，并為燈陣工作提供符合溫度要求的外部工作環(huán)境且?guī)ё邿絷嚬ぷ鲿r產(chǎn)生的大量熱量；供電及控制系統(tǒng)與燈陣系統(tǒng)的各燈具電連接，并為整個燈陣供電，且具有燈陣角度調(diào)節(jié)的集中控制功能。其中，燈具單燈為1800W或2000W的金屬鹵化物燈。其中，上述燈陣系統(tǒng)分為10排燈具，分別通過卡箍和螺栓固定在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的轉(zhuǎn)軸上；且旋轉(zhuǎn)機構(gòu)對應(yīng)分為10套，通過螺栓固定在主支撐結(jié)構(gòu)上。其中，通風系統(tǒng)各部件通過螺栓固定在主支撐結(jié)構(gòu)上。進一步地，供電及控制系統(tǒng)通過供電和控制電纜橋架連接相關(guān)設(shè)備以實現(xiàn)遠程控制功能。進一步地，包括多個單燈組件組成的燈陣系統(tǒng)，其排布方式通過精密仿真分析進行確定；燈陣系統(tǒng)通過主支撐結(jié)構(gòu)與地面和側(cè)面墻壁固定。進一步地，供電及控制系統(tǒng)控制燈陣的開關(guān)，使燈陣發(fā)出傾斜出射的光線，在地面上通過疊加補償形成均勻的照射面積，且通過電纜橋架與各種電設(shè)備連接，實現(xiàn)遠程控制功能。進一步地，燈陣通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)控制，實現(xiàn)照明方向與地面的夾角在15° 45°范圍內(nèi)可調(diào)。本發(fā)明的大型室內(nèi)太陽光照模擬系統(tǒng)可用于各種相關(guān)的應(yīng)用試驗，如太陽電池陣測試、熱控涂層特性試驗和材料老化試驗，以及植物發(fā)育和良種培育，氣候模擬等各個領(lǐng)域，應(yīng)用前景廣闊。本發(fā)明的大型室內(nèi)太陽光照模擬系統(tǒng)具有模擬太陽光譜、均勻照射面積大(20mX20m)、福照均勻性(優(yōu)于±15% )及穩(wěn)定性(優(yōu)于±5% )指標高、發(fā)散角小(優(yōu)于±15° )、能夠模擬太陽高度角變化和高度集中控制的技術(shù)優(yōu)點。此外，本發(fā)明的大型室內(nèi)太陽光照模擬系統(tǒng)可以為探月工程中地面內(nèi)場環(huán)境試驗提供光照環(huán)境，為相關(guān)儀器的性能考核提供試驗環(huán)境服務(wù)。


圖I為本發(fā)明的大型室內(nèi)太陽光照模擬系統(tǒng)示意圖。圖中1-燈陣系統(tǒng)、2-主支撐結(jié)構(gòu)、3-旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、4-電纜橋架、5-供電及控制系統(tǒng)、6_通風系統(tǒng)。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的大型室內(nèi)太陽光照模擬系統(tǒng)進行詳細說明。圖I是大型室內(nèi)太陽光照模擬系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。大型室內(nèi)太陽光照模擬系統(tǒng)主要由燈陣系統(tǒng)I、主支撐結(jié)構(gòu)2、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)3、通風系統(tǒng)6和供電及控制系統(tǒng)5組成。燈陣系統(tǒng)I主要由許多燈具組成，其中，光源采用1800W和2000W的金屬鹵化物燈，單燈組件提供滿足光譜分布等指標要求的出射光；主支撐結(jié)構(gòu)2提供燈陣的整體支撐和固定等功能需求；旋轉(zhuǎn)機構(gòu)3用于燈陣系統(tǒng)I的角度旋轉(zhuǎn)；通風系統(tǒng)6為燈陣工作提供符合溫度要求的外部工作環(huán)境，并帶走燈陣工作時產(chǎn)生的大量熱量；供電及控制系統(tǒng)5提供整個燈陣各光源的工作電源、燈陣角度調(diào)節(jié)的集中控制等，且通過電纜橋架4與各種電設(shè)備連接，以實現(xiàn)各種遠程控制功能。其中，燈陣系統(tǒng)I可分為10排燈具，分別通過卡箍和螺栓固定在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的轉(zhuǎn)軸上；旋轉(zhuǎn)機構(gòu)分為10套，分別通過螺栓固定在主支撐結(jié)構(gòu)上；主支撐結(jié)構(gòu)與地基和墻面通過混凝土澆灌和螺接方式固定；通風系統(tǒng)各部件通過螺栓固定在主支撐結(jié)構(gòu)上；供電及控制系統(tǒng)通過供電和控制電纜橋架連接相關(guān)設(shè)備以實現(xiàn)遠程控制功能。盡管上文對本發(fā)明的具體實施方式
給予了詳細描述和說明，但是應(yīng)該指明的是，我們可以依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想對上述實施方式進行各種等效改變和修改，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵蓋的精神時，均應(yīng)在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.大型室內(nèi)太陽光照模擬系統(tǒng)，主要由燈陣系統(tǒng)、主支撐結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、通風系統(tǒng)和供電及控制系統(tǒng)組成，燈陣系統(tǒng)由若干燈具組成，單燈組件提供滿足光譜分布指標要求的出射光；主支撐結(jié)構(gòu)與地基和墻面通過混凝土澆灌和/或螺接方式固定并根據(jù)燈陣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)提供對燈陣整體的支撐和固定，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)機械連接在主支撐結(jié)構(gòu)上，燈陣系統(tǒng)中的若干燈具機械固定在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的轉(zhuǎn)軸上，以通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)對燈陣系統(tǒng)的角度調(diào)節(jié)；通風系統(tǒng)的各部件機械固定在主支撐結(jié)構(gòu)上，并為燈陣工作提供符合溫度要求的外部工作環(huán)境且?guī)ё邿絷嚬ぷ鲿r產(chǎn)生的大量熱量；供電及控制系統(tǒng)與燈陣系統(tǒng)的各燈具電連接，并為整個燈陣供電，且具有燈陣角度調(diào)節(jié)的集中控制功能。
2.如權(quán)利要求I所述的模擬系統(tǒng)，其中，燈具的單燈為1800W或2000W的金屬鹵化物燈。
3.如權(quán)利要求I所述的模擬系統(tǒng)，其中，所述燈陣系統(tǒng)分為10排燈具，分別通過卡箍和螺栓固定在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的轉(zhuǎn)軸上；且旋轉(zhuǎn)機構(gòu)對應(yīng)分為10套，通過螺栓固定在主支撐結(jié)構(gòu)上。
4.如權(quán)利要求I所述的模擬系統(tǒng)，其中，所述通風系統(tǒng)的各部件通過螺栓固定在主支撐結(jié)構(gòu)上。
5.如權(quán)利要求I所述的模擬系統(tǒng)，其中，所述供電及控制系統(tǒng)通過供電和控制電纜橋架連接相關(guān)設(shè)備以實現(xiàn)遠程控制功能。
6.如權(quán)利要求I所述的模擬系統(tǒng)，其中，所述燈陣系統(tǒng)的排布方式通過精密仿真分析進行確定，燈陣系統(tǒng)通過主支撐結(jié)構(gòu)與地面和側(cè)面墻壁固定。
7.如權(quán)利要求I所述的模擬系統(tǒng)，其中，所述供電及控制系統(tǒng)控制燈陣的開關(guān)，使燈陣發(fā)出傾斜出射的光線，在地面上通過疊加補償形成均勻的照射面積，且通過電纜橋架與各種電設(shè)備連接，實現(xiàn)遠程控制功能。
8.如權(quán)利要求I所述的模擬系統(tǒng)，其中，燈陣通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)控制，實現(xiàn)照明方向與地面的夾角在15° 45°范圍內(nèi)可調(diào)。
9.權(quán)利要求1-8任一項所述模擬系統(tǒng)的用途，該系統(tǒng)應(yīng)用在太陽電池陣測試、熱控涂層特性試驗、材料老化試驗，植物發(fā)育與良種培育或氣候模擬試驗中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于室內(nèi)的大型太陽光照模擬系統(tǒng)，主要由燈陣系統(tǒng)、主支撐結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、通風系統(tǒng)和供電及控制系統(tǒng)組成，主支撐結(jié)構(gòu)與地基和墻面通過混凝土澆灌和/或螺接方式固定并根據(jù)燈陣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)提供對燈陣整體的支撐和固定，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)機械連接在主支撐結(jié)構(gòu)上，以通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)對燈陣系統(tǒng)的角度調(diào)節(jié)；通風系統(tǒng)為燈陣工作提供符合溫度要求的外部工作環(huán)境且?guī)ё邿絷嚬ぷ鲿r產(chǎn)生的大量熱量；供電及控制系統(tǒng)與燈陣系統(tǒng)的各燈具電連接，并為整個燈陣供電，且具有燈陣角度調(diào)節(jié)的集中控制功能。該系統(tǒng)應(yīng)用在太陽電池陣測試、熱控涂層特性試驗、材料老化試驗，植物發(fā)育與良種培育或氣候模擬試驗中。
文檔編號F21S8/00GK102980088SQ20111025978
公開日2013年3月20日 申請日期2011年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月5日
發(fā)明者蔣山平, 楊林華, 許杰, 李暉 申請人:北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所