懸掛式 高景深紅外太陽模擬器 穩(wěn)態(tài)式

吸頂式大面積紅外太陽光模擬器

該太陽模擬器提供紅外波長的照明，具有高空間均勻性和景深。

客戶需求

這個(gè)太陽能模擬器被特別要求懸掛在天花板上，以適應(yīng)終端用戶實(shí)驗(yàn)室的測試設(shè)置。此外，用戶需要在目標(biāo)三維體積中實(shí)現(xiàn)高度的空間均勻性。

因此，系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成模擬太陽光以30度角從2m距離的頂部向下射向垂直目標(biāo)平面。

這種光源經(jīng)過專門的光學(xué)校正，以克服對稱性的不足。

規(guī)格描述

目標(biāo)區(qū)域：照亮1.5m2

工作距離：太陽模擬器距地面 2.1m ，距目標(biāo)平面中心 0.8m

光譜：A ,級，(ASTM E927)

波長范圍：700nm 至 100nm

強(qiáng)度：相當(dāng)于700nm至1100nm波長光譜范圍內(nèi)0.6個(gè)太陽的輻照度

均勻度：1m2: ± 5% (ASTM E927) 1.5m: ± 30% (ASTM E927)

景深：± 15cm，強(qiáng)度變化≤ ± 5% (ASTM E927)

衰減：10步，0.1個(gè)太陽到0.6個(gè)太陽

時(shí)間不穩(wěn)定性：A,級 (ASTM E927)

系統(tǒng)預(yù)熱：≤15秒

懸掛式 高景深紅外太陽模擬器 穩(wěn)態(tài)式

原型設(shè)計(jì)

提出了各種新設(shè)計(jì)來提高輸出光的空間均勻性。這還要求光源的光軸與目標(biāo)平面成*定角度并橫向位于目標(biāo)平面上方，這使任務(wù)更加復(fù)雜。

新設(shè)計(jì)經(jīng)過集體討論并評估其性能。每個(gè)想法都進(jìn)行了原型設(shè)計(jì)，并更改了各種參數(shù)以評估對空間均勻性的影響。有希望的想法是改變系統(tǒng)輸出透鏡的橫向和角度位置。然后使用光學(xué)建模軟件對這個(gè)想法進(jìn)行建模，以很好地理解對空間均勻性的影響。一旦理解了這個(gè)想法，就可以使用光學(xué)建模軟件對其進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，以滿足系統(tǒng)的*殊需求。

然后這個(gè)想法進(jìn)入了機(jī)械設(shè)計(jì)階段。需要一種能夠輕松、可重復(fù)地調(diào)整輸出透鏡的方法。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)功能的定制透鏡支架，以便可以實(shí)現(xiàn)輸出透鏡所需的微調(diào)，以產(chǎn)生不垂直于太陽模擬器光軸的空間均勻目標(biāo)平面。

用戶設(shè)施中設(shè)想的懸垂太陽模擬器系統(tǒng)   六臺懸垂投影儀的機(jī)械圖                    投影儀的光線追蹤模型

系統(tǒng)制造

該新系統(tǒng)包含五個(gè)投影儀系統(tǒng)，能夠根據(jù)用戶的功率要求升級到 6 個(gè)單元。每個(gè)投影儀系統(tǒng)均包含 2 kW QTH 燈，帶有專門的濾光片以產(chǎn)生*要的光譜輸出。

目標(biāo)區(qū)域面積為 1 平方米，不均勻性為 ± 5%。景深為±15cm，在非均勻性規(guī)格中沒有變化大于±5%。

和以前一樣，用戶只需要太陽光譜的紅外部分與結(jié)果中實(shí)現(xiàn)的 A,級光譜匹配。太陽光譜的紅外波長部分為 700 - 1100 nm。用戶要求輸出功率與 0.6 個(gè)太陽光相對應(yīng)。因此，輻照度可在 0 - 0.6 個(gè)太陽的范圍內(nèi)以至少 10 個(gè)步長進(jìn)行調(diào)節(jié)。

產(chǎn)生紅外的太陽模擬器的光譜輸出，疊加到 AM1.5G 太陽光譜上

時(shí)間穩(wěn)定性被歸類為 ASTM A ,級，并進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn)以降低過去系統(tǒng)產(chǎn)生的噪音水平。該系統(tǒng)中還包含一個(gè)反饋系統(tǒng)，帶有 Sciencetech 校準(zhǔn)的太陽能電池，用于控制和監(jiān)測光源內(nèi)的強(qiáng)度變化。

測試與安裝

Sciencetech成功完成了太陽模擬器的所有要求。驗(yàn)收測試在用戶設(shè)施中進(jìn)行并獲得批準(zhǔn)，系統(tǒng)由我們的支持工程師團(tuán)隊(duì)成功安裝。

用戶對該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和工作原理印象深刻。

我們近期收到了來自同一客戶的第三份類似太陽模擬器系統(tǒng)訂單。

產(chǎn)品包含六個(gè) QTH 投影儀單元，照亮 1.5mx 1.5m 的目標(biāo)區(qū)域    六個(gè)投影儀單元組件安裝在懸垂的架子上以進(jìn)行照明

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