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大功率太阳光摹拟器

扼要描写:大功率太阳光摹拟器用于空间环境摹拟太阳摹拟器设想为产生高度准直的光,并被开辟为在真空室内运转。

  • 产物型号:
  • 厂商性子:出产厂家
  • 更新时候:2022-06-11
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具体先容

大功率太阳光摹拟器

高度准直的菲涅尔太阳摹拟器,用于空间环境摹拟

太阳摹拟器设想为产生高度准直的光,并被开辟为在真空室内运转。

Highly collimated Fresnel Solar simulator for space environment simulation

The solar simulator was designed to produce highly collimated light and was developed to operate inside a vacuum chamber.

一家闻名太空机构的研讨职员与Sciencetech接洽,以定制设想一种可以或许或许安排在真空室内的大功率准直太阳摹拟器。该太阳能摹拟器将成为一个更大的体系的一局部,该体系旨在在受控尝试室中摹拟地球外环境。

方针地区:直径36厘米的圆形照明地区

任务间隔:距太阳摹拟器出口面30厘米

光谱婚配:AM0光谱婚配(ASTM规范地球仪光谱)

照耀方针:1400W / m 2

空间不平均度:±5%(按照ASTM E927-05)

时候不变性:±2%(按照ASTM E927-05)

构想和设想体系

光学设想与实现

开辟了很多射线追踪模子来评价所提出的太阳摹拟器设想的光学特征。颠末屡次迭代,提出了适合的光学设想以到达请求的规格。

光芒途径摹拟可为太阳摹拟器的输出取得高准直度

成长过程

实现准直角

在体系的焦点,一个2.5 kW的氙弧灯被用来搜集带有球形后反射器的灯罩的光。准直角是经由过程包罗菲涅耳透镜体系的庞杂光学组件取得的。

经由过程丈量穿过安排在反射镜焦立体上的各类尺寸的孔径的光功率的巨细,可以或许肯定摹拟光芒的准直角。

当从太阳摹拟器收回的光在很是薄的石英板(外表反射率为4%)上以45°反射时停止。从石英板反射的光被具备已知焦距的镀铝球面镜后向反射。将尺寸从1.5毫米到15毫米的光圈安排在球面镜的焦立体上,并利用NIST可追踪硅探测器丈量经由过程光圈出射的光功率。

利用菲涅尔透镜体系停止的测试,以到达所需的大功率太阳光摹拟器

可接管的准直界说为落入0.7度准直半径内的光功率的> 50%。经由过程这类光学设想,咱们可以或许或许在准直角的±0.7度内取得跨越80%的光功率。

体系的准直丈量显现在±0.7度内的光功率> 80%

实现真空兼容性

为了将太阳能摹拟器装置在真空室内,请求其具备防泄露功效。真空兼容的太阳能摹拟器外壳是由Sciencetech工程师设想的。冷却液和电气组件的外壳穿通孔特地为确保真空兼容而设想。太阳能摹拟器的壁和外壳由SAE 304不锈钢制成,并停止了电抛光。太阳能摹拟器外壳是由专业的真空体系工程公司特地制作的,并保障经由过程密封的低活络度为2X10 -10 cc / sec的质谱仪检漏仪停止密封测试。

前部光学输出利用了直径为15英寸(15英寸)的石英窗口。推销了高品质的压力窗口以制作此光学输出窗口。

将太阳摹拟器的外壳超压至2个大气压,并监控12小时以查抄是不是存在任何潜伏泄露。

前部光学输出利用了直径为15英寸(15英寸)的石英窗口。窗口尺寸是研讨和计较的成果。推销了高品质的压力窗以制作光学输出窗。

将太阳摹拟器的外壳超压至2个大气压,并监控12小时以查抄是不是存在任何潜伏泄露。

开辟与测试

实现体系的温度不变性

以下是终用户对体系温度停止掩护的请求。

●太阳摹拟器的灯封必须坚持在230°C以下。可是,当将太阳摹拟器安排在真空室内时,没法履行传统的强迫氛围冷却。

●传统上与这类范例的摹拟器一路利用的菲涅耳光学元件必须坚持在80°C以下的温度下。

●灯壳须要一些冷却,这只能经由过程使氛围或气体流过灯壳来实现。

测试温度不变性

Sciencetech工程师以为,*好的体例是制作一个压力容器以包容摹拟器和光学器件。压力容器许可将冷液体泵入腔室,并指导至一系列散热器,这些散热器经由过程穿过散热器的强迫氛围在腔室内停止热通报。用装满去离子水的水轮回器冷却灯座的阳极和阴极。

因为Sciencetech努力于为庞杂的工程题目供给*佳处理计划,是以咱们特地制作了一个测试室来履行这些冷却尝试。在成立胜利的冷却体系之前,咱们履历了一系列失利的原型,烧坏的灯和电源。

节制电子装备颠末特地设想,可与太阳能摹拟器集成在一路。内置了外部体系温度传感器和冷却液流量传感器,以在任何组件产生毛病时掩护体系。温度传感器也安排在外壳外部的两个差别地位,以监控外部氛围温度。

另一个温度传感器用于监督用于冷却灯头的再轮回器中水浴的温度。

万一灯座或外壳外部呈现过热环境,可利用逻辑电路封闭灯。逻辑电路用于设置温度点并节制继电器,以防在产生过热事务时堵截灯的电源。

测试与装置

品质节制和装置

构建了终的太阳摹拟器体系,并停止了一系列测试,以证实壳体坚持所需温度和真空兼容性的才能。一切光学设想测试均提早停止,以确保知足终用户请求的所需光功率,光谱婚配,准直角和其余规格。

该体系在终用户的装备上颠末了现场验收测试法式,并由Sciencetech的办事工程师装置。

 


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