懸掛式大面積紅外太陽能模擬器

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

在先前系統(tǒng)完成幾個月后下了第二個訂單。客戶與Sciencetech聯(lián)絡(luò)，以定制建造第二臺太陽模擬器，并將其安裝在研發(fā)實驗室中。要求將第二個系統(tǒng)懸掛在天花板上，以適應(yīng)終用戶的測試設(shè)置，該設(shè)置占用了實驗室的占地面積。而且，他們要求針對目標三維體積實現(xiàn)更高的空間均勻性。

因此，對初始系統(tǒng)進行了重新設(shè)計，以使模擬的陽光從2m距離的頂部以30度角向下指向垂直的目標平面。

該光源經(jīng)過專門設(shè)計，具有光學校正功能，可以克服對稱性的不足。它是對先前系統(tǒng)的光學設(shè)計的修訂和改進解決方案。

目標地區(qū)：照亮1.5mx1.5m

工作距離：太陽模擬器在地面上方2.1m，在目標平面中心上方0.8m

光譜：*（ASTM）

波長范圍：700nm至1100nm

強度：在700nm至1100nm波長范圍內(nèi)相當于0.6太陽的輻照度

均勻度：1m x 1m：±5％（ASTM）

1.5mx 1.5m：±30％（ASTM）

景深：±15厘米，變化≤±5％強度（ASTM）

衰減：10步，0.1到0.6太陽

時間不穩(wěn)定：*（ASTM）

系統(tǒng)熱身：≤15秒

原型設(shè)計實施

提出了各種新的設(shè)計來改善輸出光的空間均勻性。這還要求光源的光軸與目標平面成一定角度并橫向位于目標平面上方，這使任務(wù)更加復(fù)雜。

集思廣益，對新設(shè)計進行了性能評估。每個想法都經(jīng)過原型設(shè)計，并更改了各種參數(shù)以評估對空間均勻性的影響。*有前途的想法是改變系統(tǒng)輸出鏡頭的橫向和角度位置。然后使用光學建模軟件對該思想進行建模，以更好地了解對空間均勻性的影響。一旦更好地理解了這個想法，便可以使用光學建模軟件對其進行進一步優(yōu)化，以滿足系統(tǒng)的特殊需求。

然后，這個想法進入了機械設(shè)計階段。需要一種易于再現(xiàn)地調(diào)整輸出鏡頭的方法。研究了各種方法，并開發(fā)了具有特定橫向和角度調(diào)節(jié)功能的定制透鏡架，以便可以實現(xiàn)輸出透鏡的精細調(diào)節(jié)，以產(chǎn)生不垂直于太陽模擬器光軸的空間均勻的目標平面。

終用戶設(shè)施中設(shè)想的懸垂式太陽模擬器系統(tǒng)

指向目標平面的六個懸垂投影儀單元的機械圖

投影機的光線追蹤模型

制造系統(tǒng)

這個新系統(tǒng)結(jié)合了五臺投影儀系統(tǒng)，可以根據(jù)終用戶的功率要求將其升級到6臺。每個投影儀系統(tǒng)均包含2 kW QTH燈，并帶有濾光片，以創(chuàng)建必要的光譜輸出。

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

和以前一樣，終用戶只需要在終結(jié)果中達到*光譜匹配的太陽光譜的IR部分即可。太陽光譜的IR波長部分從700-1100nm提供。終用戶要求輸出功率對應(yīng)于0.6太陽。因此，輻照度可以在0-0.6個太陽之間進行至少10步的調(diào)整。

產(chǎn)生紅外的太陽模擬器的光譜輸出，疊加在AM1.5G太陽光譜上

時間穩(wěn)定性被歸類為ASTM *，其設(shè)計經(jīng)過改進以降低過去系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲水平。該系統(tǒng)中還包括一個帶有科學技術(shù)校準的太陽能電池的反饋系統(tǒng)，以控制和監(jiān)視光源內(nèi)的強度變化。

安裝和支持服務(wù)

Sciencetech成功完成了太陽能模擬器的所有要求。終驗收測試已在終用戶的工廠進行并獲得批準，并且系統(tǒng)由我們的支持工程師團隊成功安裝。終用戶對系統(tǒng)的設(shè)計和運行印象深刻。

近，我們從相同的客戶那里收到了類似太陽能模擬器系統(tǒng)的第三筆訂單。

終產(chǎn)品包含六個QTH投影儀單元，可照亮1.5mx 1.5m目標區(qū)域

六個投影儀單元組件安裝在懸垂的架子上以進行照明