[发明专利]大型室内太阳光照模拟系统

说明书

技术领域

本发明属于航天器内场环境试验领域，具体来说，涉及一种用于内场试验的大型室内太阳光照模拟系统。

背景技术

大型室内太阳光照模拟系统来源于探月工程任务，主要为试验内场提供模拟月面的光照环境，尽可能真实地模拟实际的太阳光照条件，从而为相关仪器设备提供试验环境手段。然而，由于探月工程涉及的很多技术处于保密状态，本发明人经过大量的文献检索发现，国内目前没有相关探月工程的太阳光模拟系统的技术研究工作，而国外也未查到如此大型光照模拟设备的资料文献。由此可见，对于大型室内太阳光照模拟系统的研制迫在眉睫，这对于我国探月工程的进一步开展提供了基础保障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大型室内太阳光照模拟系统，该系统采用147盏聚光灯组成灯阵，灯阵通过仿真分析，然后进行精密排布，各灯发射的光线通过补偿叠加从而在地面形成均匀的照射区域；整个灯阵通过驱动系统能够实现不同角度的旋转，从而模拟实际太阳的高度角变化情况。该系统能够提供满足辐照均匀性、稳定性和准直性要求的大型太阳光照模拟环境。

本发明的用于室内的大型太阳光照模拟系统，主要由灯阵系统、主支撑结构、旋转机构、通风系统和供电及控制系统组成，灯阵系统由若干灯具组成，单灯组件提供满足光谱分布等指标要求的出射光；主支撑结构与地基和墙面通过混凝土浇灌和/或螺接方式固定并根据灯阵系统的结构提供对灯阵整体的支撑和固定，旋转机构机械连接在主支撑结构上，灯阵系统中的若干灯具机械固定在旋转机构的转轴上，以通过旋转机构对灯阵系统的角度调节；通风系统的各部件机械固定在主支撑结构上，并为灯阵工作提供符合温度要求的外部工作环境且带走灯阵工作时产生的大量热量；供电及控制系统与灯阵系统的各灯具电连接，并为整个灯阵供电，且具有灯阵角度调节的集中控制功能。

其中，灯具单灯为1800W或2000W的金属卤化物灯。

其中，上述灯阵系统分为10排灯具，分别通过卡箍和螺栓固定在旋转机构的转轴上；且旋转机构对应分为10套，通过螺栓固定在主支撑结构上。

其中，通风系统各部件通过螺栓固定在主支撑结构上。

进一步地，供电及控制系统通过供电和控制电缆桥架连接相关设备以实现远程控制功能。

进一步地，包括多个单灯组件组成的灯阵系统，其排布方式通过精密仿真分析进行确定；灯阵系统通过主支撑结构与地面和侧面墙壁固定。

进一步地，供电及控制系统控制灯阵的开关，使灯阵发出倾斜出射的光线，在地面上通过叠加补偿形成均匀的照射面积，且通过电缆桥架与各种电设备连接，实现远程控制功能。

进一步地，灯阵通过旋转机构控制，实现照明方向与地面的夹角在15°～45°范围内可调。

本发明的大型室内太阳光照模拟系统可用于各种相关的应用试验，如太阳电池阵测试、热控涂层特性试验和材料老化试验，以及植物发育和良种培育，气候模拟等各个领域，应用前景广阔。

本发明的大型室内太阳光照模拟系统具有模拟太阳光谱、均匀照射面积大(20m×20m)、辐照均匀性(优于±15％)及稳定性(优于±5％)指标高、发散角小(优于±15°)、能够模拟太阳高度角变化和高度集中控制的技术优点。此外，本发明的大型室内太阳光照模拟系统可以为探月工程中地面内场环境试验提供光照环境，为相关仪器的性能考核提供试验环境服务。

附图说明

图1为本发明的大型室内太阳光照模拟系统示意图。

图中：1-灯阵系统、2-主支撑结构、3-旋转机构、4-电缆桥架、5-供电及控制系统、6-通风系统。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的大型室内太阳光照模拟系统进行详细说明。

图1是大型室内太阳光照模拟系统结构示意图。大型室内太阳光照模拟系统主要由灯阵系统1、主支撑结构2、旋转机构3、通风系统6和供电及控制系统5组成。灯阵系统1主要由许多灯具组成，其中，光源采用1800W和2000W的金属卤化物灯，单灯组件提供满足光谱分布等指标要求的出射光；主支撑结构2提供灯阵的整体支撑和固定等功能需求；旋转机构3用于灯阵系统1的角度旋转；通风系统6为灯阵工作提供符合温度要求的外部工作环境，并带走灯阵工作时产生的大量热量；供电及控制系统5提供整个灯阵各光源的工作电源、灯阵角度调节的集中控制等，且通过电缆桥架4与各种电设备连接，以实现各种远程控制功能。