一種便攜式大輻照面高輻照度的均勻太陽光源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及航天器地面標(biāo)定技術(shù)，尤其涉及一種便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽光源。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽模擬器作為測試光電池光伏輸出特性的地面設(shè)備，要求其模擬太陽的輻照特性，包括輻照度、光譜匹配度、光斑直徑、光斑發(fā)散角和輻照均勻度。
[0003]目前，國內(nèi)外研制成功的太陽模擬器能夠較為精確而全面的模擬太陽輻照特性，但是價(jià)格昂貴、外形尺寸大且不具有便攜性，使得太陽模擬器很難在低成本且具有小空間尺寸要求的場合使用?，F(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員急待解決的一個(gè)技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中，太陽模擬中存在的價(jià)格昂貴、外形尺寸大且不具有便攜性的技術(shù)問題，提供一種便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽光源，用于測試粗太陽敏感器中多個(gè)光電池片的光伏輸出特性。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0006]便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽光源，包括光學(xué)系統(tǒng)1、機(jī)械系統(tǒng)2和冷卻系統(tǒng)3 ；
[0007]所述光學(xué)系統(tǒng)I由拋物聚光鏡101、短弧氙燈102和保護(hù)玻璃103組成，其作用是在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬太陽光的輻照特性。
[0008]所述機(jī)械系統(tǒng)2由短弧氙燈安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)201、拋物聚光鏡安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)202、保護(hù)玻璃安裝座203、箱體204和支撐底座205組成。
[0009]所述冷卻系統(tǒng)3由I號軸流風(fēng)機(jī)301、2號軸流風(fēng)機(jī)302、3號軸流風(fēng)機(jī)303、4號軸流風(fēng)機(jī)304、5號軸流風(fēng)機(jī)305和6號軸流風(fēng)機(jī)306組成，用于對所述短弧氙燈102和拋物聚光鏡101的冷卻。
[0010]本實(shí)用新型中，所述拋物聚光鏡101固定在所述拋物聚光鏡安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)202上，所述拋物聚光鏡101的前面設(shè)置所述短弧氙燈102，所述短弧氙燈102固定在所述短弧氙燈安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)201上，所述短弧氙燈102位于所述拋物聚光鏡101的焦點(diǎn)F處，發(fā)出的光束經(jīng)過所述拋物聚光鏡101的作用后，以平行光的形式出射，從而模擬了太陽光源的無窮遠(yuǎn)距離；所述短弧氙燈102的前面設(shè)置所述保護(hù)玻璃103，所述保護(hù)玻璃103固定在所述保護(hù)玻璃安裝座203上，所述保護(hù)玻璃103用于防止雜物進(jìn)入系統(tǒng)，以免雜物進(jìn)入影響系統(tǒng)的正常工作；所述冷卻系統(tǒng)3利用所述I號軸流風(fēng)機(jī)301、所述2號軸流風(fēng)機(jī)302、所述3號軸流風(fēng)機(jī)303、所述4號軸流風(fēng)機(jī)304、所述5號軸流風(fēng)機(jī)305和所述6號軸流風(fēng)機(jī)306為所述短弧氙燈102提供散熱，通過所述箱體204與所述短弧氙燈102連接；所述箱體204通過所述支撐底座205固定在測試臺上。
[0011]綜上所述，本實(shí)用新型組成簡單、結(jié)構(gòu)緊湊，實(shí)現(xiàn)了大光斑直徑高均勻度的太陽輻照模擬。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽光源的組成框架示意圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽光源的結(jié)構(gòu)示意圖的側(cè)視圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽光源的結(jié)構(gòu)示意圖的后視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。需要說明的是，在附圖或說明書中，相似或相同的元件皆使用相同的附圖標(biāo)記。
[0016]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽光源的組成框架示意圖，圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽光源的結(jié)構(gòu)示意圖的側(cè)視圖，圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽光源的結(jié)構(gòu)示意圖的后視圖。如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)施例提供的一種便攜式大尺寸高輻照度的均勻太陽光源主要由光學(xué)系統(tǒng)1、機(jī)械系統(tǒng)2和冷卻系統(tǒng)3組成。
[0017]光學(xué)系統(tǒng)I由拋物聚光鏡101、短弧氙燈102和保護(hù)玻璃103組成，其作用是在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬太陽光的輻照特性；
[0018]機(jī)械系統(tǒng)2由短弧氙燈安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)201、拋物聚光鏡安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)202、保護(hù)玻璃安裝座203、箱體204和支撐底座205組成；
[0019]冷卻系統(tǒng)3由I號軸流風(fēng)機(jī)301、2號軸流風(fēng)機(jī)302、3號軸流風(fēng)機(jī)303、4號軸流風(fēng)機(jī)304、5號軸流風(fēng)機(jī)305和6號軸流風(fēng)機(jī)306組成，用于對短弧氙燈102的冷卻和拋物聚光鏡101的冷卻；
[0020]拋物聚光鏡101固定在拋物聚光鏡安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)202上，拋物聚光鏡101的前面設(shè)置短弧氙燈102，短弧氙燈102固定在短弧氙燈安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)201上，短弧氙燈102通過短弧氙燈安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)201位于拋物聚光鏡101的焦點(diǎn)F處，發(fā)出的光束經(jīng)過拋物聚光鏡101的作用后，以平行光的形式出射，從而模擬了太陽光源的無窮遠(yuǎn)距離；短弧氙燈102的前面設(shè)置保護(hù)玻璃103，保護(hù)玻璃103固定在保護(hù)玻璃安裝座203上，保護(hù)玻璃103用于防止雜物進(jìn)入系統(tǒng)，以免雜物進(jìn)入影響系統(tǒng)的正常工作；冷卻系統(tǒng)3利用六個(gè)軸流風(fēng)機(jī)為短弧氙燈102散熱，通過箱體204與短弧氙燈102連接；箱體204通過支撐底座205固定在地面上。
[0021]具體的，選取短弧氙燈102為3000W，設(shè)計(jì)拋物聚光鏡101的焦距為60mm，拋物聚光鏡101的工作口徑為Φ 500mm，將短弧氙燈102置于拋物聚光鏡101的焦點(diǎn)F處，短弧氙燈102發(fā)出的光束經(jīng)過拋物聚光鏡101的作用后，在工作距離為1500mm處，形成輻照面積為500mm，輻照強(qiáng)度為1353w/ m2的均勻度優(yōu)于20%的輻照光斑。
[0022]具體的，短弧氙燈102的風(fēng)冷系統(tǒng)由六臺所述軸流風(fēng)機(jī)組成，箱體204上表面安裝I號軸流風(fēng)機(jī)301和2號軸流風(fēng)機(jī)302，將冷空氣源源不斷的輸送到箱體204內(nèi)。箱體204的后端蓋上安裝3號軸流風(fēng)機(jī)303、4號軸流風(fēng)機(jī)304、5號軸流風(fēng)機(jī)305和6號軸流風(fēng)機(jī)306，可以對拋物聚光鏡101和短弧氙燈102直接進(jìn)行冷卻，同時(shí)加快箱體204內(nèi)空氣流動。在拋物聚光鏡101安裝位置的周圍，開有九個(gè)圓形通風(fēng)口，減小了風(fēng)阻，熱空氣從通風(fēng)口排出，達(dá)到了很好的散熱效果。
[0023]最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種便攜式大輻照面高輻照度的均勻太陽光源，其特征在于，包括: 光學(xué)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)； 所述光學(xué)系統(tǒng)由拋物聚光鏡、短弧氙燈和保護(hù)玻璃組成，其作用是在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬太陽光的輻照特性； 所述機(jī)械系統(tǒng)由短弧氙燈安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)、拋物聚光鏡安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)、保護(hù)玻璃安裝座、箱體和支撐底座組成； 所述冷卻系統(tǒng)由I號軸流風(fēng)機(jī)、2號軸流風(fēng)機(jī)、3號軸流風(fēng)機(jī)、4號軸流風(fēng)機(jī)、5號軸流風(fēng)機(jī)和6號軸流風(fēng)機(jī)組成，用于對所述短弧氙燈和所述拋物聚光鏡的冷卻； 所述拋物聚光鏡固定在所述拋物聚光鏡安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)上，所述拋物聚光鏡的前面設(shè)置所述短弧氙燈，所述短弧氙燈固定在所述短弧氙燈安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)上，所述短弧氙燈位于所述拋物聚光鏡的焦點(diǎn)F處； 所述短弧氙燈的前面設(shè)置所述保護(hù)玻璃，所述保護(hù)玻璃固定在所述保護(hù)玻璃安裝座上，所述保護(hù)玻璃用于防止雜物進(jìn)入系統(tǒng)； 所述冷卻系統(tǒng)利用所述I號軸流風(fēng)機(jī)、所述2號軸流風(fēng)機(jī)、所述3號軸流風(fēng)機(jī)、所述4號軸流風(fēng)機(jī)、所述5號軸流風(fēng)機(jī)和所述6號軸流風(fēng)機(jī)為所述短弧氙燈提供散熱，通過所述箱體與所述短弧氙燈連接；所述箱體通過所述支撐底座固定在測試臺上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式大輻照面高輻照度的均勻太陽光源，其特征在于: 所述拋物聚光鏡固定在所述拋物聚光鏡安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)上，所述拋物聚光鏡的前面設(shè)置所述短弧氙燈； 所述短弧氙燈固定在所述短弧氙燈安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)上，所述短弧氙燈位于所述拋物聚光鏡的焦點(diǎn)F處，發(fā)出的光束經(jīng)過所述拋物聚光鏡的作用后，以平行光的形式出射； 所述短弧氙燈的前面設(shè)置所述保護(hù)玻璃，所述保護(hù)玻璃固定在所述保護(hù)玻璃安裝座上，所述保護(hù)玻璃用于防止雜物進(jìn)入系統(tǒng)，以免雜物進(jìn)入影響系統(tǒng)的正常工作。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式大輻照面高輻照度的均勻太陽光源，其特征在于: 所述冷卻系統(tǒng)利用所述六臺軸流風(fēng)機(jī)為所述短弧氙燈提供散熱，通過所述箱體與所述短弧氙燈連接； 所述箱體通過所述支撐底座固定在地面上。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的一種便攜式大輻照面高輻照度的均勻太陽光源，其特征在于: 外形尺寸為 800mmX 750mmX 900mm。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種便攜式大輻照面高輻照度的均勻太陽光源，包括拋物聚光鏡101、短弧氙燈102、保護(hù)玻璃103、短弧氙燈安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)201、拋物聚光鏡安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)202、保護(hù)玻璃安裝座203、箱體204、支撐底座205、1號軸流風(fēng)機(jī)301、2號軸流風(fēng)機(jī)302、3號軸流風(fēng)機(jī)303、4號軸流風(fēng)機(jī)304、5號軸流風(fēng)機(jī)305和6號軸流風(fēng)機(jī)306組成。短弧氙燈102位于拋物聚光鏡101的焦點(diǎn)F處，可在工作距離為1500mm處，形成輻照面積為500mm、輻照強(qiáng)度為1353w/㎡的均勻光斑。
【IPC分類】F21V29/67, F21V3/00, F21S8/00, F21V14/00, F21V5/00, H02S50/15
【公開號】CN204879669
【申請?zhí)枴緾N201520509337
【發(fā)明人】孫高飛, 劉石, 張國玉, 蘇拾, 王凌云, 鄭茹, 陳啟夢, 王浩君, 何洋
【申請人】長春理工大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月15日