CN103562619A - 太阳模拟器 - Google Patents

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Abstract

太阳模拟器至少包括至少一个高强度放电（HID）灯类型和至少一个卤素灯类型，所述灯同时应用，并且配备有红外滤光器装置，用于提供与辐射太阳光接近的光的混合，其中，红外滤光器装置实现为安装在透明衬底上的热反射箔。该热反射箔优选地配备有重复图案的穿孔。

Description

太阳模拟器
技术领域
本发明涉及太阳模拟器，该太阳模拟器至少包括至少一个高强度放电（HID）灯类型和至少一个卤素灯类型，这些灯同时应用，并且配备有红外滤光器装置用以提供接近辐射阳光的光混合。
背景技术
这样的太阳模拟器从US2006/0176694得知。
根据现有技术，已知多种类型的灯可以用作太阳模拟器内的光源，尤其是高强度放电（HID）灯和卤素灯。
高强度放电（HID）灯是一种类型的电灯，其通过半透明或者透明的熔融石英或者熔融氧化铝弧光管内容纳的钨电极之间的电弧的方式来产生光。HID灯的示例包括：汞蒸汽灯、金属卤素（MH）灯、陶瓷MH灯、钠蒸汽灯、氙短弧灯。通常需要在大区域上的高的光强度时以及期望能效和/或精确颜色渲染时使用HID灯。
用于连续和闪光的太阳模拟器二者的最常见类型的灯是氙弧灯。这些灯提供高的强度以及与阳光（AMI.5光谱）适度匹配的未过滤的光谱。然而，氙光谱的特征也在于多个不期望的尖锐原子过渡峰，从而产生某些光谱敏感应用所不期望的光谱。氙弧灯也是相对不稳定的，易于产生例如等离子体振荡和热逃逸之类的现象。因此，这些灯需要适用于太阳模拟器的非常精细的电子控制传动装置。氙弧灯可以适用于低功率或者高至若干千瓦，以提供用于小面积照明或者大面积照明以及低到高强度的装置。
在太阳模拟器中应用石英钨卤素灯也是已知的。卤素灯提供与黑体辐射非常接近的光谱，但是通常具有较低的色温，并且由此是与阳光非常不同的光谱。
发明内容
根据本发明，根据前述的太阳模拟器的特征在于红外滤光器装置，其实现为安装在透明衬底上的热反射箔。经发现太阳模拟器的光谱显著地受益于该热反射箔的应用。
特别有用的是，热反射箔配备有重复图案的穿孔。这一改进特别地应用于近红外区，近红外区开始于约900nm的波长。
本发明的太阳模拟器具有以下优点：通过组合通常可用的低技术的组件，可以以非常低的成本实现；可以以小于根据现有技术的太阳模拟器一半的成本实现本发明的太阳模拟器。另外，在IEC标准60904-9的术语中，本发明的太阳模拟器可以被评定为无需在CAA方面分别就光谱匹配、测试平面的辐照度的不均匀性和瞬时不稳定性花费太多精力。当认识到利用尚未调试到其最优性能的第一原型实现了特别是与光谱匹配相关的这一结果时，这是令人印象相当深刻的。
优选的是应用在阵列中的多个高强度放电灯和多个卤素灯，使得高强度放电灯类型的任何灯具有卤素灯类型的一个或多个灯作为邻居，并且卤素灯类型的任何灯具有高强度放电灯类型的一个或多个灯作为邻居。这促进了两种类型的灯光的充分混合，并且提供了太阳模拟器的光谱，该光谱具有与太阳的光谱（即，气团（AM）1.5光谱）的接近匹配。
为此，特别优选的是，多个高强度放电灯和多个卤素灯放置在阵列中，该阵列包括高强度放电灯类型和卤素灯类型二者的灯的行，从而在阵列的每个行中，所述类型的灯交替。在相邻行中的相邻位置处的灯也是交替类型时，达到最好的结果。
另一优选实施方式具有以下特征：灯放置在盒子中，该盒子具有侧壁，侧壁配置有或者实现为镜子，从而盒子在侧壁之间具有开口端，灯的光通过该开口端辐射。这一特征有助于太阳模拟器的辐射的均匀性，并且减少所需灯的数量。
又一优选特征是至少卤素灯类型的灯配备有滤光器，用于减少其辐射光谱中1600nm波长以上的辐射。通过应用这样的滤光器，可以改进太阳模拟器的光谱匹配。可易于获得根据IEC标准60904-9的AAA评级。
通过控制来自卤素灯类型的灯以相对于高强度放电类型灯的功率和辐射光谱来对其功率和辐射光谱进行调谐，从而进一步促进太阳系统的光谱匹配和光均匀性。
附图说明
在下文中，将参考附图来进一步阐明本发明，附图表示根据本发明的太阳模拟器的原型。
在附图中：
-图1示出了本发明的太阳模拟器的等距视图；以及
-图2示出了根据图1的太阳模拟器的侧视图。
具体实施方式
当在附图中应用相同的参考标号时，这些数字是指相同的部分。
首先参考图1，本发明的太阳模拟器利用参考标号1来表示。本发明的太阳模拟器包括高强度放电灯类型2和卤素灯类型3二者的灯，并且所述类型2、类型3的灯同时应用于提供从高强度放电灯（或多个灯）2以及卤素灯或（多个灯）3发出的光的混合。
如图1所示，在阵列中应用了多个高强度放电灯2和多个卤素灯3，使得高强度放电灯类型2的任何灯具有卤素灯类型3的一个或多个灯作为邻居，并且卤素灯类型3的任何灯具有高强度放电灯类型2的一个或多个灯作为邻居。
便利地，多个高强度放电灯2和多个卤素灯3放置在阵列4中，阵列4包括高强度放电灯类型2和卤素灯类型3二者的灯的行5、6、7、8，从而，在阵列4的每个行5、6、7、8中，所述类型2、3的灯交替。在相邻行中的相邻位置处的灯也优选的是交替类型的，这在图2中清楚地示出。行的数目以及任何行中的灯的数目可以选择为为满足特定情景需求的任何值。
图1示出了太阳模拟器1的灯放置在盒子9中，盒子9具有侧壁10、11、12、13，在该示例中，这些侧壁实现为镜子。盒子9具有红外滤光器装置14，该红外滤光器装置14实现为安装在透明衬底上的热反射箔，该透明衬底放置在侧壁10、11、12、13之间，并且灯的光朝向其辐射。热反射箔配备有重复图案的穿孔，其在图2中可以较好地看出。在灯对面的滤光器装置14的衬底的位置处，可以放置测试对象。
虽然不是必要的，但是进一步地解释，至少卤素灯类型3的灯可以配备有滤光器，用于减少其辐射光谱中1600nm波长以上的辐射。这没有在附图中示出，但是这可以通过例如在卤素灯3和滤光器装置14之间布置聚碳酸酯而容易地实现。进一步有益地，控制卤素灯类型3的灯从而参考高强度放电灯类型2的灯的功率和辐射光谱来调谐其相对功率和辐射光谱，以便达到均匀的光分布以及与太阳光谱的最优匹配。

Claims (8)

1.一种太阳模拟器（1），至少包括至少一个高强度放电（HID）灯类型（2）和至少一个卤素灯类型（3），所述灯同时应用，并且配备有红外滤光器装置，以用于提供接近辐射阳光的光的混合，其特征在于，所述红外滤光器装置实现为安装在透明衬底上的热反射箔。
2.根据权利要求1所述的太阳模拟器（1），其特征在于，所述热反射箔配备有重复图案的穿孔。
3.根据权利要求1或2所述的太阳模拟器（1），其特征在于，具有应用在阵列（4）中的多个高强度放电灯（2）和多个卤素灯（3），以使得高强度放电灯类型（2）的任何灯具有卤素灯类型（3）的一个或多个灯作为邻居，并且卤素灯类型（3）的任何灯具有高强度放电灯类型（2）的一个或多个灯作为邻居。
4.根据前述权利要求中任一项所述的太阳模拟器（1），其特征在于，多个高强度放电灯（2）和多个卤素灯（3）放置在阵列（4）中，所述阵列（4）包括所述高强度放电灯类型（2）和所述卤素灯类型（3）二者的灯的行（5、6、7、8），从而在所述阵列（4）的每个行中，所述类型（2、3）的灯交替。
5.根据权利要求4所述的太阳模拟器（1），其特征在于，相邻行（5、6、7、8）中的相邻位置处的灯是交替类型的。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的太阳模拟器（1），其特征在于，灯放置在具有侧壁（10、11、12、13）的盒子（9）中，所述侧壁（10、11、12、13）配备有镜子或者实现为镜子，并且所述盒子（9）具有在所述侧壁（10、11、12、13）之间的开口端（14），灯的光向所述开口端（14）辐射。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的太阳模拟器（1），其特征在于，至少所述卤素灯类型（3）的灯配备有滤光器，用于减少其辐射光谱中1600nm波长以上的辐射。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的太阳模拟器（1），其特征在于，控制所述卤素灯类型（3）的灯从而参考所述高强度放电灯类型（2）的灯的功率和辐射光谱来调谐其相对功率和辐射光谱。
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