懸掛式大面積紅外太陽(yáng)光模擬器

該太陽(yáng)模擬器可提供具有高空間均勻性和景深的紅外波長(cháng)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(hù)要求

在先前系統完成幾個(gè)月后下了第二個(gè)訂單?？蛻?hù)與Sciencetech聯(lián)絡(luò )，以定制建造第二臺太陽(yáng)模擬器，并將其安裝在研發(fā)實(shí)驗室中。要求將第二個(gè)系統懸掛在天花板上，以適應終用戶(hù)的測試設置，該設置占用了實(shí)驗室的占地面積。而且，他們要求針對目標三維體積實(shí)現更高的空間均勻性。

因此，對初始系統進(jìn)行了重新設計，以使模擬的陽(yáng)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(guò)專(zhuān)門(mén)設計，具有光學(xué)校正功能，可以克服對稱(chēng)性的不足。它是對先前系統的光學(xué)設計的修訂和改進(jìn)解決方案。

目標地區：照亮1.5mx1.5m

工作距離：太陽(yáng)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(cháng)范圍：700nm至1100nm

強度：在700nm至1100nm波長(cháng)范圍內相當于0.6太陽(yáng)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(yáng)

時(shí)間不穩定：*（ASTM）

系統熱身：≤15秒

原型設計實(shí)施

提出了各種新的設計來(lái)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)更加復雜。

集思廣益，對新設計進(jìn)行了性能評估。每個(gè)想法都經(jīng)過(guò)原型設計，并更改了各種參數以評估對空間均勻性的影響。*有前途的想法是改變系統輸出鏡頭的橫向和角度位置。然后使用光學(xué)建模軟件對該思想進(jìn)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(gè)想法，便可以使用光學(xué)建模軟件對其進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，以滿(mǎn)足系統的特殊需求。

然后，這個(gè)想法進(jìn)入了機械設計階段。需要一種易于再現地調整輸出鏡頭的方法。研究了各種方法，并開(kāi)發(fā)了具有特定橫向和角度調節功能的定制透鏡架，以便可以實(shí)現輸出透鏡的精細調節，以產(chǎn)生不垂直于太陽(yáng)模擬器光軸的空間均勻的目標平面。

投影機的光線(xiàn)追蹤模型

終用戶(hù)設施中設想的懸垂式太陽(yáng)模擬器系統

指向目標平面的六個(gè)懸垂投影儀單元的機械圖

制造系統

這個(gè)新系統結合了五臺投影儀系統，可以根據終用戶(hù)的功率要求將其升級到6臺。每個(gè)投影儀系統均包含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，非均勻性規格為+/- 5％。

和以前一樣，終用戶(hù)只需要在終結果中達到*光譜匹配的太陽(yáng)光譜的IR部分即可。太陽(yáng)光譜的IR波長(cháng)部分從700-1100nm提供。終用戶(hù)要求輸出功率對應于0.6太陽(yáng)。因此，輻照度可以在0-0.6個(gè)太陽(yáng)之間進(jìn)行至少10步的調整。

產(chǎn)生紅外的太陽(yáng)模擬器的光譜輸出，疊加在A(yíng)M1.5G太陽(yáng)光譜上

時(shí)間穩定性被歸類(lèi)為ASTM *，其設計經(jīng)過(guò)改進(jìn)以降低過(guò)去系統產(chǎn)生的噪聲水平。該系統中還包括一個(gè)帶有Sciencetech校準的太陽(yáng)能電池的反饋系統，以控制和監視光源內的強度變化。

安裝和支持服務(wù)

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

近，我們從相同的客戶(hù)那里收到了類(lèi)似太陽(yáng)能模擬器系統的第三筆訂單。

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

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