高集成度太阳模拟器制造技术

高集成度太阳模拟器，涉及太阳光辐照特性领域，解决了现有太阳模拟器装调和检测中存在的过程反复繁杂、耗时耗力的问题。包括底座、上箱体、下箱体、调平地脚、脚轮、氙灯光源、电动调节机构、两个折转反射镜、连接镜筒、光学积分器组件、垂直镜筒、准直镜组件、电动光阑、电源控制箱、控制计算机、多点均匀性检测台、冷却系统和椭球面聚光镜。通过在有效辐照面内放置多点均匀性检测台，实时获取有效辐照面内的辐照强度，并在控制计算机上实时显示该辐照强度，根据辐照强度的分布，可判读光源的调整方向，操控控制计算机上的控制按钮控制电动调节机构，实现光源位置的微量移动，达到改善辐照面上的辐照强度分布的目的，操作过程简单，省时省力。

High integration solar simulator

The utility model relates to a solar simulator with high integration, which relates to the field of solar radiation characteristics, and solves the problems that the process of the existing solar simulator assembly and harmonic detection is complicated and time-consuming. Includes a base, an upper box body and a lower box body, leveling feet, casters, xenon lamp, electric regulating mechanism, two fold mirror, connecting tube, optical integrator component, vertical tube, collimating mirror assembly, electric diaphragm, power control box, control computer, multi-point uniformity detection Taiwan, cooling system and ellipsoid surface condenser. By placing more in the effective irradiation surface uniformity detection, real-time acquisition of effective radiation intensity irradiation surface, and in the control of the computer real-time display of the radiation intensity, according to the distribution of radiation intensity, can adjust the direction of interpretation of the light source, control computer control button control electric control mechanism, micro mobile the position of the light source, to improve the irradiation on the surface of the radiation intensity distribution, the operation process is simple and time-saving.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳光辐照特性
，具体涉及一种高集成度太阳模拟器。
技术介绍
太阳模拟器是一种能够在室内环境下模拟不同大气质量条件下的太阳光辐照特性如辐照强度、辐照均匀性、辐照稳定度和光谱特性等的科学试验或定标仪器。太阳模拟器是伴随着空间科学技术的发展应运而生的，可用于卫星空间姿态控制太阳敏感器的模拟试验与定标、多光谱扫描仪的太阳光谱辐照响应的定标及航天器的热平衡试验。随着新技术和新产业的发展，太阳模拟器在太阳能电池的检测、材料的老化试验、植物的发育和培育以及人体的保健和康复等方面都具有重要的应用。固定式太阳模拟器主要由光源、椭球面聚光镜、光学积分器和准直物镜等组成，辐照面的均匀性是太阳模拟器的主要技术指标之一，在太阳模拟器的均匀性调节过程中，通常采用单个单晶硅光电池探测器遍历辐照面特征方向上的辐照强度，并记录辐照强度数值，通过分析辐照面上的光强分布，确定光源的调整方向，然后通过手动调节光源位置，从而实现辐照面上较高的均匀性，此过程反复且繁琐，会耗费较多的人力和时间。
技术实现思路
为了解决现有太阳模拟器装调和检测中存在的过程反复繁杂、耗时耗力的问题，本技术提供了一种高集成度太阳模拟器。本技术为解决技术问题所采用的技术方案如下：本技术的高集成度太阳模拟器，包括底座、固定在底座左侧的下箱体、固定在下箱体上的上箱体、安装在上箱体上端侧方开口处的光学积分器组件、准直镜组件、安装在下箱体内的椭球面聚光镜，还包括：分别安装在底座左右两端的调平地脚和脚轮；均安装在下箱体内的冷却系统和电动调节机构；固定在电动调节机构上的氙灯光源，所述氙灯光源下端位于椭球面聚光镜中心，所述氙灯光源上端伸入上箱体内；安装在上箱体上端的第一折转反射镜，所述第一折转反射镜的中心与氙灯光源的中心在同一条直线上；固定在上箱体上端侧方开口外的连接镜筒；固定在连接镜筒右端的垂直镜筒，所述准直镜组件安装在垂直镜筒下端；安装在垂直镜筒中的第二折转反射镜；固定在光学积分器组件出口处的电动光阑；固定在底座右侧的电源控制箱，所述电源控制箱分别与电动调节机构和电动光阑相连；分别与电动调节机构、电源控制箱和多点均匀性检测台相连的控制计算机；放置在辐照面上的多点均匀性检测台。进一步的，所述电动调节机构具有三个自由度的平移，包括：3套电机蜗杆组件、升降机构、前后传动机构和左右传动机构，3套电机蜗杆组件分别作为升降机构、前后传动机构和左右传动机构的动力源，由控制计算机控制；通过第一螺钉固定在椭球面聚光镜上的连接螺套，所述电动调节机构位于连接螺套下端；通过前后方向的导向块固定在前后传动机构上的连接板；在前后方向的导向块和左右方向的导向块中滑动的导向柱；通过左右方向的导向块固定在左右传动机构上的调整座；固定在调整座上的绝缘套；固定在绝缘套中的灯座，用于固定氙灯光源；与导向柱固定的活动块。进一步的，所述电机蜗杆组件经前后传动机构中的蜗轮换向减速，并经螺母丝杠带动活动块经前后方向的导向柱沿前后方向运动，活动块前后运动时带动左右方向的导向柱前后运动，实现氙灯光源的前后方向运动，此过程中前后传动机构没有相对位置变化。进一步的，所述电机蜗杆组件经左右传动机构中的蜗轮换向减速，并经螺 母丝杠带动活动块左右运动，左右方向的导向块沿左右方向的导向柱左右运动，实现氙灯光源的左右方向运动，此过程中左右传动机构随氙灯光源一起运动。进一步的，所述电机蜗杆组件经升降机构中的蜗轮方向减速，经螺母丝杠带动升降机构中的滑轨上下运动，而滑轨固定在连接板上，而连接板与电动调节机构中除连接螺套、升降机构外的其他零件固定，从而可以实现氙灯光源的升降运动。进一步的，所述多点均匀性检测台包括：测试盘；固定在测试盘下表面的下盖板；通过第二螺钉和光电池压板固定在测试盘边缘的15针矩形连接器，所述15针矩形电连接器与控制计算机进行通讯，实时将获取的辐照面内的辐照强度数据发送给控制计算机；设置在辐照面特征方向的边缘位置的5块光电池。进一步的，5块10mm×10mm的光电池中的4块沿着测试盘的内圆周均匀分布，剩余1块设置在测试盘中心。进一步的，所述控制计算机的控制界面包括：X向右微调按钮、X向左微调按钮、Y向上微调按钮、Y向下微调按钮、Z向上微调按钮、Z向下微调按钮、指标评价区、电池输出电压值显示区；所述控制计算机的控制界面实时显示由5块光电池获取的辐照强度数据，并实时给出辐照面内的均匀性判读结果，同时给出氙灯光源的调整方向指示，电动调节机构通过控制界面上的微调按钮可实现氙灯光源的微量调整，在控制界面上同时给出了均匀性指标的评价区，当达到指标后即可停止调节。本技术的有益效果是：本技术的高集成度太阳模拟器能够实现太阳模拟器均匀性调整和检测的自动化，采用控制计算机、电动调节机构和多点均匀性检测台不仅实现了计算机控制氙灯光源位置的微位移调整，而且实现了辐照面上均匀性的实时检测，减少了人工的重复劳动和人为误差，可大幅提高太阳模拟器装调效率和检测精度。本技术的高集成度太阳模拟器中，多点均匀性检测台内置多个单晶硅 光电池探测器，实时获得辐照面上的辐照强度数据，控制计算机的控制界面实时显示辐照强度数值，并给出均匀性判读结果，控制界面同时给出光源的调整方向指示，氙灯光源的电动调节机构通过控制界面上的调节按钮可实现氙灯光源的微量调整，整个均匀性调节过程只需单人在计算机上便可操作，大大减少了人员的重复性工作，提高了效率。附图说明图1为本技术的高集成度太阳模拟器的结构示意图。图2为电动调节机构的剖视图。图3为电动调节机构的仰视图。图4为多点均匀性检测台的结构示意图。图5为图4所示的多点均匀性检测台的A-A向剖视图。图6为图4所示的多点均匀性检测台的B-B向剖视图。图7为光电池的标校曲线。图中：1、底座，2、上箱体，3、下箱体，4、调平地脚，5、脚轮，6、氙灯光源，7、电动调节机构，7-1、电机蜗杆组件，7-2、第一螺钉，7-3、升降机构，7-4、连接螺套，7-5、连接板，7-6、绝缘套，7-7、灯座，7-8、前后传动机构，7-9、导向柱，7-10、活动块，7-11、调整座，7-12、左右传动机构，7-13、导向块，8、第一折转反射镜，9、连接镜筒，10、光学积分器组件，11、垂直镜筒，12、第二折转反射镜，13、准直镜组件，14、电动光阑，15、电源控制箱，16、控制计算机，17、多点均匀性检测台，17-1、测试盘，17-2、下盖板，17-3、光电池压板，17-4、光电池，17-5、第二螺钉，17-6、15针矩形电连接器，18、冷却系统，19、椭球面聚光镜。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细说明。如图1所示，本技术的高集成度太阳模拟器，主要包括：底座1、上箱体2、下箱体3、调平地脚4、脚轮5、氙灯光源6、电动调节机构7、第一折转反射镜8、连接镜筒9、光学积分器组件10、垂直镜筒11、第二折转反射镜12、准直镜组件13、电动光阑14、电源控制箱15、控制计算机16、多点均匀性检 测台17、冷却系统18和椭球面聚光镜19。太阳模拟器的箱体由上箱体2和下箱体3组成，底座1用于支撑太阳模拟器的箱体和电源控制箱15，下箱体3固定在底座1左侧，上箱体2固定在下箱体3上，电源控制箱15固定在底本文档来自技高网...

【技术保护点】
高集成度太阳模拟器，包括底座(1)、固定在底座(1)左侧的下箱体(3)、固定在下箱体(3)上的上箱体(2)、安装在上箱体(2)上端侧方开口处的光学积分器组件(10)、准直镜组件(13)、安装在下箱体(3)内的椭球面聚光镜(19)，其特征在于，还包括：分别安装在底座(1)左右两端的调平地脚(4)和脚轮(5)；均安装在下箱体(3)内的冷却系统(18)和电动调节机构(7)；固定在电动调节机构(7)上的氙灯光源(6)，所述氙灯光源(6)下端位于椭球面聚光镜(19)中心，所述氙灯光源(6)上端伸入上箱体(2)内；安装在上箱体(2)上端的第一折转反射镜(8)，所述第一折转反射镜(8)的中心与氙灯光源(6)的中心在同一条直线上；固定在上箱体(2)上端侧方开口外的连接镜筒(9)；固定在连接镜筒(9)右端的垂直镜筒(11)，所述准直镜组件(13)安装在垂直镜筒(11)下端；安装在垂直镜筒(11)中的第二折转反射镜(12)；固定在光学积分器组件(10)出口处的电动光阑(14)；固定在底座(1)右侧的电源控制箱(15)，所述电源控制箱(15)分别与电动调节机构(7)和电动光阑(14)相连；分别与电动调节机构(7)、电源控制箱(15)和多点均匀性检测台(17)相连的控制计算机(16)；放置在辐照面上的多点均匀性检测台(17)。...

【技术特征摘要】
1.高集成度太阳模拟器，包括底座(1)、固定在底座(1)左侧的下箱体(3)、固定在下箱体(3)上的上箱体(2)、安装在上箱体(2)上端侧方开口处的光学积分器组件(10)、准直镜组件(13)、安装在下箱体(3)内的椭球面聚光镜(19)，其特征在于，还包括：分别安装在底座(1)左右两端的调平地脚(4)和脚轮(5)；均安装在下箱体(3)内的冷却系统(18)和电动调节机构(7)；固定在电动调节机构(7)上的氙灯光源(6)，所述氙灯光源(6)下端位于椭球面聚光镜(19)中心，所述氙灯光源(6)上端伸入上箱体(2)内；安装在上箱体(2)上端的第一折转反射镜(8)，所述第一折转反射镜(8)的中心与氙灯光源(6)的中心在同一条直线上；固定在上箱体(2)上端侧方开口外的连接镜筒(9)；固定在连接镜筒(9)右端的垂直镜筒(11)，所述准直镜组件(13)安装在垂直镜筒(11)下端；安装在垂直镜筒(11)中的第二折转反射镜(12)；固定在光学积分器组件(10)出口处的电动光阑(14)；固定在底座(1)右侧的电源控制箱(15)，所述电源控制箱(15)分别与电动调节机构(7)和电动光阑(14)相连；分别与电动调节机构(7)、电源控制箱(15)和多点均匀性检测台(17)相连的控制计算机(16)；放置在辐照面上的多点均匀性检测台(17)。2.根据权利要求1所述的高集成度太阳模拟器，其特征在于，所述电动调节机构(7)具有三个自由度的平移，包括：3套电机蜗杆组件(7-1)、升降机构(7-3)、前后传动机构(7-8)和左右传动机构(7-12)，3套电机蜗杆组件(7-1)分别作为升降机构(7-3)、前后传动机构(7-8)和左右传动机构(7-12)的动力源，由控制计算机(16)控制；通过第一螺钉(7-2)固定在椭球面聚光镜(19)上的连接螺套(7-4)，所述电动调节机构(7)位于连接螺套(7-4)下端；通过前后方向的导向块(7-13)固定在前后传动机构(7-8)上的连接板(7-5)；在前后方向的导向块(7-13)和左右方向的导向块(7-13)中滑动的导向柱(7-9)；通过左右方向的导向块(7-13)固定在左右传动机构(7-12)上的调整...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕涛，付东辉，陈小云，魏忠伦，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：新型
国别省市：吉林;22