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紅外太陽光模擬器

懸掛式大面積紅外太陽光模擬器

該太陽模擬器可提供具有高空間均勻性和景深的紅外波長照明

Ceiling mounted Large Area IR solar simulator

This solar simulator provides illumination in the Infrared wavelengths with high spatial uniformity and depth of field

客戶要求

在(zai)先前系(xi)統完(wan)成幾個月后下了第(di)二個訂單。客戶(hu)(hu)與Sciencetech聯絡，以(yi)定制(zhi)建造第(di)二臺太陽模擬器，并將其(qi)安(an)裝在(zai)研發實(shi)驗室(shi)中。要求將第(di)二個系(xi)統懸掛(gua)在(zai)天(tian)花(hua)板上，以(yi)適應(ying)終用戶(hu)(hu)的測(ce)試(shi)設(she)置(zhi)，該設(she)置(zhi)占用了實(shi)驗室(shi)的占地面積。而且，他(ta)們(men)要求針(zhen)對目(mu)標三維體積實(shi)現更高的空間均勻性。

因此(ci)，對初始(shi)系(xi)統進行了重新設計，以使模擬的(de)陽光(guang)從2m距(ju)離的(de)頂(ding)部以30度角(jiao)向(xiang)下指向(xiang)垂(chui)直的(de)目標平面。

該光源經過專門設計，具有光學校(xiao)正功(gong)能(neng)，可以克(ke)服對稱性的(de)不足。它(ta)是對先前系統的(de)光學設計的(de)修(xiu)訂和改進解(jie)決方案。

目標地區：照(zhao)亮1.5mx1.5m

工作距離(li)：太陽模(mo)擬器在地面(mian)上方2.1m，在目標平面(mian)中心(xin)上方0.8m

光譜：*（ASTM）

波長范圍：700nm至(zhi)1100nm

強度：在700nm至(zhi)1100nm波長范圍內(nei)相當(dang)于0.6太陽(yang)的輻照度

均勻度：1m x 1m：±5％（ASTM）

1.5mx 1.5m：±30％（ASTM）

景(jing)深(shen)：±;15厘米(mi)，變化(hua)≤±5％強度（ASTM）

衰減：10步，0.1到0.6太陽

時間不穩定(ding)：*（ASTM）

系統熱(re)身(shen)：≤15秒

原型設計實施

提出了(le)各(ge)種新的設(she)計(ji)來改(gai)善(shan)輸出光的空間均勻性。這(zhe)還要求光源(yuan)的光軸(zhou)與目標平面成(cheng)一定角度并橫向位于(yu)目標平面上方，這(zhe)使任務更加復雜。

集思(si)廣(guang)益，對(dui)新設計進行了性能評估。每個想法都(dou)經過(guo)原(yuan)型設計，并更改了各種參數(shu)以評估對(dui)空(kong)間均(jun)勻性的影(ying)響。*有前途的想法是改變系統(tong)輸(shu)出鏡(jing)頭的橫向和角度位置。然后(hou)使(shi)用(yong)光學建模(mo)軟件(jian)(jian)對(dui)該思(si)想進行建模(mo)，以更好地了解(jie)對(dui)空(kong)間均(jun)勻性的影(ying)響。一旦更好地理解(jie)了這個想法，便可以使(shi)用(yong)光學建模(mo)軟件(jian)(jian)對(dui)其(qi)進行進一步優化，以滿足系統(tong)的特殊(shu)需求。

然后，這個想法(fa)進(jin)入了(le)機械(xie)設計階段。需要一種易(yi)于(yu)(yu)再現(xian)地調整輸(shu)出(chu)鏡頭的(de)方法(fa)。研(yan)究了(le)各種方法(fa)，并開發了(le)具有(you)特(te)定橫向和角度調節(jie)功(gong)能的(de)定制透鏡架，以便(bian)可以實現(xian)輸(shu)出(chu)透鏡的(de)精細調節(jie)，以產(chan)生不(bu)垂直于(yu)(yu)太(tai)陽模擬(ni)器光軸的(de)空間均勻的(de)目標(biao)平面。

投影機的光線追蹤(zong)模型

終(zhong)用戶設施(shi)中(zhong)設想(xiang)的懸垂式太陽模擬器系統

指向目標平面的六個懸垂投影(ying)儀單元的機械圖(tu)

制造系統

這個(ge)新系統(tong)結合了(le)五臺投影儀(yi)(yi)系統(tong)，可以(yi)根據終用戶的(de)功率要求將其(qi)升級到6臺。每(mei)個(ge)投影儀(yi)(yi)系統(tong)均包(bao)含(han)2 kW QTH燈，并帶(dai)有濾(lv)光片，以(yi)創建必要的(de)光譜輸出。

目標區(qu)域由1m x 1m組成，不均勻度為+/- 5％。景深(shen)為+/- 15厘米，變化不大，非均勻性規格為+/- 5％。

和以(yi)前一樣，終用戶只需要在(zai)終結果中達(da)到*光譜(pu)匹(pi)配的(de)太(tai)陽(yang)光譜(pu)的(de)IR部(bu)分即可。太(tai)陽(yang)光譜(pu)的(de)IR波長部(bu)分從(cong)700-1100nm提(ti)供。終用戶要求輸出功率對(dui)應于0.6太(tai)陽(yang)。因此，輻照(zhao)度可以(yi)在(zai)0-0.6個(ge)太(tai)陽(yang)之間進行至少10步的(de)調整。

產生紅外(wai)的(de)太陽(yang)模(mo)擬器的(de)光譜輸出(chu)，疊加在AM1.5G太陽(yang)光譜上(shang)

時間穩(wen)定性被歸類為(wei)ASTM *，其設(she)計經過改進以降低過去系統(tong)產生(sheng)的(de)噪聲水平。該(gai)系統(tong)中還(huan)包括一個(ge)帶有(you)Sciencetech校(xiao)準的(de)太陽能電(dian)池的(de)反饋系統(tong)，以控制和監視光源內的(de)強(qiang)度變(bian)化。

安裝和支持服務

Sciencetech成功完成了(le)太(tai)陽能模擬(ni)器的所(suo)有要求。終驗收(shou)測試(shi)已在終用(yong)(yong)戶(hu)的工(gong)廠進行并獲得批準，并且系統由我(wo)們的支持工(gong)程師團(tuan)隊成功安裝(zhuang)。終用(yong)(yong)戶(hu)對系統的設計和運行印象深(shen)刻。

近，我們從相同的客戶那里收(shou)到(dao)了類似太陽能模(mo)擬器系統的第三筆訂單(dan)。