CN105043538B - 空间环境下太阳模拟器辐照均匀性检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空间环境下太阳模拟器辐照均匀性检测装置，包括：测试支架、罐内电缆、测试单元、罐外电缆、罐外测控柜以及控制终端；测试支架、测试单元和罐内电缆设置于真空罐的内部，测试单元安装于测试支架上，测试单元通过罐内电缆与罐外电缆相连接，罐外电缆与罐外测控柜相连接，罐外测控柜与控制终端相连接；测试支架呈十字形结构；测试单元共五块，五块测试单元的其中一块位于十字形测试支架的中心处，五块测试单元的另外四块分别设置于距离十字形测试支架中心处1米的上、下、左、右四个位置上。同时提供了上述检测装置的检测方法。本发明设计轻便、一人可操作；测试原理简单、易操作、稳定性好；可适应真空低温的特殊环境。

Description

空间环境下太阳模拟器辐照均匀性检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及一种高强度辐照均匀性检测装置技术领域，尤其是涉及一种在空间环境下太阳模拟器辐照均匀性检测装置及检测方法。

背景技术

在航天器真空热试验中，主要采用加热片、灯阵、加热笼以及太阳模拟器等模拟空间外热流，其中太阳模拟器以其均匀性、准直性和光谱分布广泛应用于航天器的空间热平衡试验中，是最接近太阳辐照的模拟手段。为了保证试验的准确性，需要在真空低温下检测太阳模拟器的辐照均匀性。

目前国内一般情况下只在常温常压下检测太阳模拟器的各项辐照指标，包括辐照均匀性。但是由于太阳模拟器镜片在抽真空前后，以及通液氮后(周围环境100K)，产生微量复杂形变，导致太阳辐照光斑均匀性发生变化，尤其是对太阳模拟器准直镜实施热控对辐照光斑均匀性产生较大影响。常温常压测量仪器无法在真空低温下使用，因此试验时的光斑均匀性无法有效检测。

随着航天器可靠性及寿面的不断提高，对外热流模拟精度的要求也日益提高，新一代航天器热试验对外热流模拟精度要求辐照不均匀性优于±5％。需要在真空低温下对光斑的不均匀性进行精确测量才能满足航天气的热试验精度要求。

常温常压下一般采用单个硅光电池作为探测器，手动或自动扫描辐照面的等间距各个点的辐照度，由于硅光电池输出受温度影响很大，在常温常压下单次测量(一般耗时3-5分钟)后需挡光使其散热，并且由于空气对流作用，硅光电池在测量过程中温升幅度不超过5℃，基本不影响测试结果。

真空低温下(真空度优于1×10-4Pa；环境温度低于100K)无法采用常温常压下手段进行测量，主要由于：a、由于硅光电池受环境辐射温度过低无法产生有效读数；b、由于硅光电池过于轻薄，无法直接加热；c、由于环境为真空，只能通过辐射散热，在太阳光斑(通常1353W/m2)直接照射硅光电池时，热能无法散出，硅光电池温升速度达到40℃/min，测量结果不准确；d、真空低温下运动机构复杂，造价昂贵，无法对整个辐照面扫描。

综上，需要解决在真空低温下采用简便可行的办法对太阳模拟器光斑均匀性进行准确、有效的测量。

目前尚未收到此类技术成功的说明和报道。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的是提供一种空间环境下太阳模拟器辐照均匀性检测装置及检测方法，该检测装置解决了在空间环境下热试验过程中，缺少太阳模拟器辐照均匀性测试，无法保证辐照均匀性的难题。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的一个方面，提供了一种空间环境下太阳模拟器辐照均匀性检测装置，包括：测试支架、罐内电缆、测试单元、罐外电缆、罐外测控柜以及控制终端；其中，所述测试支架、测试单元和罐内电缆设置于真空罐的内部，所述测试单元安装于测试支架上，所述测试单元通过罐内电缆与罐外电缆相连接，所述罐外电缆与罐外测控柜相连接，所述罐外测控柜与控制终端相连接。

优选地，所述测试支架呈十字形结构。

优选地，所述测试单元共五块，五块测试单元中的其中一块位于十字形测试支架的中心处，五块测试单元中的另外四块分别设置于距离十字形测试支架中心处一定距离的上、下、左、右四个位置上。

优选地，五块测试单元中的另外四块分别设置于距离十字形测试支架中心处1米的上、下、左、右四个位置上。

优选地，每一块所述测试单元均包括：导热材料层、硅光电池、温度传感器、加热片以及基板；其中，所述硅光电池通过导热材料层固定于基板的向阳面中心位置；所述温度传感器为两块，两块温度传感器通过导热材料层分别设置于硅光电池的左右两侧，其中，位于左侧的温度传感器为主控温度传感器，位于右侧的温度传感器为备份温度传感器，位于左侧的温度传感器和位于右侧的温度传感器与硅光电池之间距离一致，且固定位置与硅光电池处于同一高度；所述加热片设置于基板的背阳面。

优选地，所述导热材料层采用双面压敏胶，厚度小于0.1mm；所述双面压敏胶为胶面两侧无温度差的双面胶。

优选地，所述硅光电池采用20mm×40mm尺寸。

优选地，两个所述温度传感器均采用PT100温度传感器；两个传感器之间距离为80mm，其中每一个温度传感器固定后占用基板面积不超过10mm×10mm。

优选地，所述基板采用长×宽×厚为120mm×120mm×2mm的纯铜板；所述基板的向阳面表面发射率为0.85，所述基板的背阳面涂黑漆，发射率为0.92。

优选地，所述加热片采用100mm×100mm尺寸加热片，加热功率为0.8W/cm²。

优选地，所述测试支架包括底座、中间横杆和竖杆，其中，所述中间横杆焊接于底座的顶端，所述竖杆焊接于中间横杆的中心位置并与中间横杆垂直设置，形成十字形结构。

优选地，所述底座、中间横杆和竖杆均采用中空结构的正方形铝合金管材，所述中空结构中设有用于暴露于大气中的气孔；所述竖杆突出于中间横杆。

优选地，所述竖杆突出于中间横杆4mm；所述气孔尺寸为2×26mm。

优选地，所述罐外测控柜包括闭环温控单元和数据采集单元，其中，所述闭环温控单元与测试单元的加热片和温度传感器相连接，所述数据采集单元与测试单元的硅光电池相连接。

优选地，所述数据采集单元并联有电阻值为1Ω的负载电阻，所述负载电阻为负载功率1W的功率电阻。

根据本发明的另一个方面，提供了一种空间环境下太阳模拟器辐照均匀性检测装置的检测方法，包括如下步骤：

步骤1，将测试支架放置于距准直镜中心点一定距离处，罐外测控柜的闭环温控单元分别控制硅光电池；

步骤2，打开太阳模拟器，调至一个太阳常数，挡光，稳定30分钟；将罐外测控柜的闭环温控单元调至30℃，待加热片升温至30℃，且太阳模拟器稳定后，打开挡光板，并记录此刻各硅光电池输出；

步骤3，将闭环温控单元调至35℃，温度稳定后，打开挡光板，测量硅光电池的短路电流；依次类推将闭环温控单元分别调至40℃、45℃、50℃，测量硅光电池的输出；需要注意的是，测量均在打开挡光板的10秒钟内测试完成，测完挡光；

步骤4，在1个太阳常数下，硅光电池在50℃输出测量完毕后，待温度稳定在30℃，每隔3分钟测量一次硅光电池的输出，测量一个太阳常数在一个小时内的稳定性；

步骤5，全部测试完成后关闭太阳模拟器；

步骤6，关闭真空罐，抽真空并通液氮，在通液氮同时打开罐外测控柜，将闭环温控单元设置成30℃；待真空罐的真空度达到1×10-3Pa，真空罐环境温度达到100K以后，形成真空低温条件开始测试；

步骤7，执行步骤2至步骤5，得到真空低温条件的硅光电池输出数据；

步骤8，如果步骤7中得到的硅光电池输出数据与常温常压同温度条件下硅光电池输出数据比对，差距在5％以内，则进行步骤9，否则视为测试失败；

步骤9，继续将硅光电池升温，依次测量55℃、60℃、65℃、70℃、75℃温度点各硅光电池的输出，并绘制硅光电池在30℃～75℃的温度-输出曲线，得到硅光电池输出记录；

步骤10，如果步骤9得到的硅光电池输出记录完整有效，则关闭硅光电池加热片，采用一个太阳常数持续照射，每十分钟记录准直镜和硅光电池的温度，持续1小时；

步骤11，观察当前各硅光电池稳定温度，采用步骤2至步骤9中得到的硅光电池输出对当前硅光电池温度进行温度校正，采用校正后的温度值求计算均匀性是否在±5％以内。

步骤12，回温复压。

优选地，所述步骤1中，将测试支架放置于距准直镜中心点4米处。

优选地，所述硅光电池为5个，分别为1号硅光电池、2号硅光电池、3号硅光电池、4号硅光电池、5号硅光电池；

所述步骤11中，采用校正后的温度值求计算均匀性的方法具体为：

根据步骤9中绘制的硅光电池在30℃～75℃的温度-输出曲线，在其中任两个温度节点之间进行插值计算，得到详细的温度-输出曲线，温度精确到1℃；

步骤10中，测试得到1至5号硅光电池温度分别为t1、t2、t3、t4、t5温度下得到输出电压V1、V2、V3、V4、V5，将2至5号硅光电池的数据归一化到1号硅光电池；

查步骤9中插值后的温度-输出曲线得知，2号硅光电池在t2温度下的输出电压为V_2t2，而2号硅光电池在t1温度下输出电压为V_2t1，则波动的系数λ2＝V2/V_2t2，得到校正值V2′＝V_2t1×λ2；同理分别得到3号硅光电池、4号硅光电池、5号硅光电池的输出电压校正值V3′，V4′，V5′；

找到V1、V2′～V5′中的最大值Vmax和最小值Vmin，则校正后计算辐照均匀性的公式为：E_均匀性＝(Vmax-Vmin)/(Vmax+Vmin)×100％。

本发明提供的空间环境下太阳模拟器辐照均匀性检测装置及检测方法，是一种可以同时控制5个测点，即可在真空低温下有效控温，又可在强热流时有效散热保证各测点有效输出的装置。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明设计轻便、一人可操作；

2、本发明测试原理简单、易操作、稳定性好；

3、本发明可适应真空低温的特殊环境。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明测试现场布局图。

图2为支架结构；其中，(a)为侧视图，(b)为主视图。

图3为硅光电池数据采集连接图。

图中：

1-真空罐

2-测试支架

3-真空专用电缆

4-罐外电缆

5-罐外测控柜

6-网线

7-电脑

8-固定导热材料

9-硅光电池

10-温度传感器

11-加热片

12-基板

13-底座

14-中间横杆

15-竖杆

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

实施例

本实施例提供了一种空间环境下太阳模拟器辐照均匀性检测装置，包括：测试支架、罐内电缆、测试单元、罐外电缆、罐外测控柜以及控制终端；其中，所述测试支架、测试单元和罐内电缆设置于真空罐的内部，所述测试单元安装于测试支架上，所述测试单元通过罐内电缆与罐外电缆相连接，所述罐外电缆与罐外测控柜相连接，所述罐外测控柜与控制终端相连接。

进一步地，所述测试支架呈十字形结构。

进一步地，所述测试单元共五块，五块测试单元的其中一块位于十字形测试支架的中心处，五块测试单元的另外四块分别设置于距离十字形测试支架中心处1米的上、下、左、右四个位置上。

进一步地，每一块所述测试单元均包括：导热材料层、硅光电池、温度传感器、加热片以及基板；其中，所述硅光电池通过导热材料层固定于基板的向阳面中心位置；所述温度传感器为两块，两块温度传感器通过导热材料层分别设置于硅光电池的左右两侧，其中，位于左侧的温度传感器为主控温度传感器，位于右侧的温度传感器为备份温度传感器，位于左侧的温度传感器和位于右侧的温度传感器与硅光电池之间距离一致，且固定位置与硅光电池处于同一高度；所述加热片设置于基板的背阳面。

进一步地，所述导热材料层采用双面压敏胶，厚度小于0.1mm；所述双面压敏胶为胶面两侧无温度差的双面胶。

进一步地，所述硅光电池采用20mm×40mm尺寸。

进一步地，两个所述温度传感器均采用PT100温度传感器；两个传感器之间距离为80mm，其中每一个温度传感器固定后占用基板面积不超过10mm×10mm。

进一步地，所述基板采用长×宽×厚为120mm×120mm×2mm的纯铜板；所述基板的向阳面表面发射率为0.85，所述基板的背阳面涂黑漆，发射率为0.92。

进一步地，所述加热片采用100mm×100mm尺寸加热片，加热功率为0.8W/cm²。

进一步地，所述测试支架包括底座、中间横杆和竖杆，其中，所述中间横杆焊接于底座的顶端，所述竖杆焊接于中间横杆的中心位置并与中间横杆垂直设置，形成十字形结构。

进一步地，所述底座、中间横杆和竖杆均采用中空结构的正方形铝合金管材，所述中空结构中设有用于暴露于大气中的气孔；所述竖杆突出于中间横杆。

进一步地，所述竖杆突出于中间横杆4mm；所述气孔尺寸为2×26mm。

进一步地，所述罐外测控柜包括闭环温控单元和数据采集单元，其中，所述闭环温控单元与测试单元的加热片和温度传感器相连接，所述数据采集单元与测试单元的硅光电池相连接。

进一步地，所述数据采集单元并联有电阻值为1Ω的负载电阻，所述负载电阻为负载功率1W的功率电阻。

本实施例提供的空间环境下太阳模拟器辐照均匀性检测装置，其检测方法，包括如下步骤：

步骤1，将测试支架放置于距准直镜中心点4米处，罐外测控柜的闭环温控单元分别控制硅光电池；

步骤2，打开太阳模拟器，调至一个太阳常数，挡光，稳定30分钟；将罐外测控柜的闭环温控单元调至30℃，待加热片升温至30℃，且太阳模拟器稳定后，打开挡光板，并记录此刻各硅光电池输出；

步骤3，将闭环温控单元调至35℃，温度稳定后，打开挡光板，测量硅光电池的短路电流；依次类推将闭环温控单元分别调至40℃、45℃、50℃，测量硅光电池的输出；需要注意的是，测量均在打开挡光板的10秒钟内测试完成，测完挡光；

步骤4，在1个太阳常数下，硅光电池在50℃输出测量完毕后，待温度稳定在30℃，每隔3分钟测量一次硅光电池的输出，测量一个太阳常数在一个小时内的稳定性；

步骤5，全部测试完成后关闭太阳模拟器；

步骤6，关闭真空罐，抽真空并通液氮，在通液氮同时打开罐外测控柜，将闭环温控单元设置成30℃；待真空罐的真空度达到1×10-3Pa，真空罐环境温度达到100K以后，形成真空低温条件开始测试；

步骤7，执行步骤2至步骤5，得到真空低温条件的硅光电池输出数据；

步骤8，如果步骤7中得到的硅光电池输出数据与常温常压同温度条件下硅光电池输出数据比对，差距在5％以内，则进行步骤9，否则视为测试失败；

步骤9，继续将硅光电池升温，依次测量55℃、60℃、65℃、70℃、75℃温度点各硅光电池的输出，并绘制硅光电池在30℃～75℃的温度-输出曲线，得到硅光电池输出记录；

步骤10，如果步骤9得到的硅光电池输出记录完整有效，则关闭硅光电池加热片，采用一个太阳常数持续照射，每十分钟记录准直镜和硅光电池的温度，持续1小时；

步骤11，观察当前各硅光电池稳定温度，采用步骤2至步骤9中得到的硅光电池输出对当前硅光电池温度进行温度校正，采用校正后的温度值求计算均匀性是否在±5％以内；

步骤12，回温复压。

进一步地，所述硅光电池为5个，分别为1号硅光电池、2号硅光电池、3号硅光电池、4号硅光电池、5号硅光电池；

所述步骤11中，采用校正后的温度值求计算均匀性的方法具体为：

根据步骤9中绘制的硅光电池在30℃～75℃的温度-输出曲线，在其中任两个温度节点之间进行插值计算，得到详细的温度-输出曲线，温度精确到1℃；

步骤10中，测试得到1至5号硅光电池温度分别为t1、t2、t3、t4、t5温度下得到输出电压V1、V2、V3、V4、V5，将2至5号硅光电池的数据归一化到1号硅光电池；

查步骤9中插值后的温度-输出曲线得知，2号硅光电池在t2温度下的输出电压为V_2t2，而2号硅光电池在t1温度下输出电压为V_2t1，则波动的系数λ2＝V2/V_2t2，得到校正值V2′＝V_2t1×λ2；同理分别得到3号硅光电池、4号硅光电池、5号硅光电池的输出电压校正值V3′，V4′，V5′；

找到V1、V2′～V5′中的最大值Vmax和最小值Vmin，则校正后计算辐照均匀性的公式为：E_均匀性＝(Vmax-Vmin)/(Vmax+Vmin)×100％。

下面结合附图对本实施例的技术方案作进一步的说明。

如图1所示，测试装置包括测试支架2、真空专用电缆(罐内电缆)3、测试单元(包括固定导热层8、硅光电池9、温度传感器10、加热片11和基板12)、罐外电缆4、罐外测控柜5、控制终端(网线6和电脑7)。设施需在真空罐1中使用。真空罐1用来模拟太空环境，使用过程中，真空度为1×10-4Pa，真空罐周围环境温度为100K。

如图2(a)和图2(b)所示，支架材料选用直径30mm的正方形铝合金管材，采用中空结构可以有效减少支架重量，方便使用时抬至罐内导轨。杆件之间的焊接必使杆件一侧暴露于大气，中间横杆2在高度上突出竖杆13约4mm，其中中空部分有2mm×26mm气孔暴露于大气，可不影响罐体抽真空的速度。

如图1所示，真空专用电缆3为真空低温下专用的电缆，型号为FF40-22×19×0.2(线径)，罐外线缆型号无要求。罐内线缆(真空专用电缆3)长度3m，罐外线缆4长度1.5m，由于罐内外导线电阻不大于1Ω，根据线重和电阻限制，罐内外优选采用0.2mm导线。

整个系统最关键的是五套测试单元，主要由固定导热材料8、硅光电池9、温度传感器10、加热片11和基板12组成。固定导热材料为真空低温下专用的双面压敏胶，厚度为0.1mm，可以认为胶面两侧无温度差，且温度使用范围可以覆盖100K～400K温度段。

硅光电池9采用20mm×40mm尺寸，是根据国外几个大型太阳模拟器的测试硅光电池尺寸得出的，固定在基板12的正中间；温度传感器10采用PT100温度传感器，左侧作为主控温度传感器，右侧作为备份，二者完全相同，紧贴在基板12上，并采用导热硅胶将其固定。其固定位置与硅光电池处于同一高度，左右位置距离硅光电池9的左右边沿各20mm，即两传感器相距80mm，单个温度传感器固定后占用基板面积不超过10mm×10mm；加热片11采用100mm×100mm尺寸加热片，加热功率为0.8W/cm²；基板12采用120mm(长)×120mm(宽)×2mm(厚)的纯铜板，基板尺寸是通过表面发射率、比热等参数计算得出，向阳面表面发射率0.85，背阳面涂高发射率黑漆，发射率达到0.92。

图1中所述罐外测控柜5主要包括测试单元的闭环温控和硅光电池的数据采集两部分功能。测试单元的闭环温控主要采用宇电温控表，输入是硅光电池左侧PT100温度传感器的温度值，输出是电源的开关信号，根据温度传感器的输入，调节加热电源的占空比，实时调节加热功率，控制硅光电池温度。数据采集功能主要采用keithley公司的数据采集器采集硅光电池的短路电流。根据硅光电池的电子特性，测量电路电阻不得超过5Ω，且电阻越小越好，罐内外电缆共计8m，电阻总值根据R＝ρL/S计算，R线＝4.4Ω，为了减小负载电阻值，将数据采集器并联一个1Ω电阻，将电流量转化为电压量，测量1Ω电阻两端电压，电压数值即等于硅光电池短路电流值，并且成功将电阻总值控制在5Ω以内，如图3所示。

本实施例的检测方法，包括如下步骤：

1、测试支架放置在距准直镜中心点4米处。在罐外测控柜中I、II、III、IV、V号温控表(闭环温控单元，以下简称温控表)分别控制I、II、III、IV、V号的光伏电池。

2、打开太阳模拟器，调至一个太阳常数，挡光，稳定30分钟。打开准直镜温控的控制柜，将I、II、III、IV、V号温控表调至30℃，待铜片升温至30℃，且太阳模拟器稳定后，打开挡光板，并记录此刻各硅光电池输出。

3、将I、II、III、IV、V号温控表调至35℃，温度稳定后，打开挡光板，测量光伏电池的短路电流。依次类推40℃、45℃、50℃测量光伏电池的输出。注：测量均在打开挡光板的10秒钟内测试完成，测完挡光。

4、待1个太阳常数下，光伏电池在50℃输出测量完毕后，待温度稳定在30℃后，每隔3分钟测量一次，测量一个太阳常数在一个小时内的稳定性。

5、全部测试完成后关闭太阳模拟器。

6、关罐抽真空通液氮，在通液氮同时打开太阳控制柜，将温控表设置成30℃。待环模设备真空度达到1×10-3Pa，环境温度达到100K以后，开始测试。

7、执行上述步骤2---步骤5。

8、如果上述数据与常温常压下同温度条件下数据比对，差距在5％以内，则进行步骤9，否则视为测试失败。

9、继续将硅光电池升温，依次测量55℃、60℃、65℃、70℃、75℃温度点各硅光电池的输出。并绘制硅光电池在30℃～75℃的温度-输出曲线。

10、如果上述记录完整有效，则关闭光伏电池加热片，采用一个太阳常数持续照射，每十分钟记录准直镜和光复电池的温度，持续1小时。

11、观察最终各硅光电池稳定温度，采用步骤2-9中绘制的输出与温度曲线对当前数据进行温度校正，采用校正后的数据求计算均匀性是否在±5％以内。

12、回温复压。

测试结果表明硅光电池可以控制在60℃～75℃范围内，经过温度校正后的结果稳定有效，可作为测量工具用于太阳模拟器的真空低温下的标定和使用过程的参数监测。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种空间环境下太阳模拟器辐照均匀性检测装置，其特征在于，包括：测试支架、罐内电缆、测试单元、罐外电缆、罐外测控柜以及控制终端；其中，所述测试支架、测试单元和罐内电缆设置于真空罐的内部，所述测试单元安装于测试支架上，所述测试单元通过罐内电缆与罐外电缆相连接，所述罐外电缆与罐外测控柜相连接，所述罐外测控柜与控制终端相连接；

所述测试支架呈十字形结构；

所述测试单元共五块，五块测试单元中的其中一块位于十字形测试支架的中心处，五块测试单元中的另外四块分别设置于距离十字形测试支架中心处一定距离的上、下、左、右四个位置上；

每一块所述测试单元均包括：导热材料层、硅光电池、温度传感器、加热片以及基板；其中，所述硅光电池通过导热材料层固定于基板的向阳面中心位置；所述温度传感器为两块，两块温度传感器通过导热材料层分别设置于硅光电池的左右两侧，其中，位于左侧的温度传感器为主控温度传感器，位于右侧的温度传感器为备份温度传感器，位于左侧的温度传感器和位于右侧的温度传感器与硅光电池之间距离一致，且固定位置与硅光电池处于同一高度；所述加热片设置于基板的背阳面。

2.根据权利要求1所述的空间环境下太阳模拟器辐照均匀性检测装置，其特征在于，五块测试单元中的另外四块分别设置于距离十字形测试支架中心处1米的上、下、左、右四个位置上。

3.根据权利要求1所述的空间环境下太阳模拟器辐照均匀性检测装置，其特征在于，所述导热材料层采用双面压敏胶，厚度小于0.1mm；所述双面压敏胶为胶面两侧无温度差的双面胶；

所述硅光电池采用20×40mm尺寸；

两个所述温度传感器均采用PT100温度传感器；两个传感器之间距离为80mm，其中每一个温度传感器固定后占用基板面积不超过10×10mm；

所述基板采用长×宽×厚为120×120×2mm的纯铜板；所述基板的向阳面表面发射率为0.85；所述基板的背阳面涂黑漆，发射率为0.92；

所述加热片采用100×100mm尺寸加热片，加热功率为0.8W/cm²。

4.根据权利要求1所述的空间环境下太阳模拟器辐照均匀性检测装置，其特征在于，所述测试支架包括底座、中间横杆和竖杆，其中，所述中间横杆焊接于底座的顶端，所述竖杆焊接于中间横杆的中心位置并与中间横杆垂直设置，形成十字形结构。

5.根据权利要求4所述的空间环境下太阳模拟器辐照均匀性检测装置，其特征在于，所述底座、中间横杆和竖杆均采用中空结构的正方形铝合金管材，所述中空结构中设有用于暴露于大气中的气孔；所述竖杆突出于中间横杆。

6.根据权利要求5所述的空间环境下太阳模拟器辐照均匀性检测装置，其特征在于，所述竖杆突出于中间横杆4mm；所述气孔尺寸为2×26mm。

7.根据权利要求1所述的空间环境下太阳模拟器辐照均匀性检测装置，其特征在于，所述罐外测控柜包括闭环温控单元和数据采集单元，其中，所述闭环温控单元与测试单元的加热片和温度传感器相连接，所述数据采集单元与测试单元的硅光电池相连接。

8.根据权利要求7所述的空间环境下太阳模拟器辐照均匀性检测装置，其特征在于，所述数据采集单元并联有电阻值为1Ω的负载功率1W的功率电阻。

9.一种权利要求1至8中任一项所述的空间环境下太阳模拟器辐照均匀性检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，将测试支架放置于距准直镜中心点一定距离处，罐外测控柜的闭环温控单元分别控制硅光电池；

步骤2，打开太阳模拟器，调至一个太阳常数，挡光，稳定30分钟；将罐外测控柜的闭环温控单元调至30℃，待加热片升温至30℃，且太阳模拟器稳定后，打开挡光板，并记录此刻各硅光电池输出；

步骤3，将闭环温控单元调至35℃，温度稳定后，打开挡光板，测量硅光电池的短路电流；依次类推将闭环温控单元分别调至40℃、45℃、50℃，测量硅光电池的输出；需要注意的是，测量均在打开挡光板的10秒钟内测试完成，测完挡光；

步骤4，在1个太阳常数下，硅光电池在50℃输出测量完毕后，待温度稳定在30℃，每隔3分钟测量一次硅光电池的输出，测量一个太阳常数在一个小时内的稳定性；

步骤5，全部测试完成后关闭太阳模拟器；

步骤6，关闭真空罐，抽真空并通液氮，在通液氮同时打开罐外测控柜，将闭环温控单元设置成30℃；待真空罐的真空度达到1×10^-3Pa，真空罐环境温度达到100K以后，形成真空低温条件开始测试；

步骤7，执行步骤2至步骤5，得到真空低温条件的硅光电池输出数据；

步骤8，如果步骤7中得到的硅光电池输出数据与常温常压同温度条件下硅光电池输出数据比对，差距在5％以内，则进行步骤9，否则视为测试失败；

步骤9，继续将硅光电池升温，依次测量55℃、60℃、65℃、70℃、75℃温度点各硅光电池的输出，并绘制硅光电池在30℃～75℃的温度-输出曲线，得到硅光电池输出记录；

步骤10，如果步骤9得到的硅光电池输出记录完整有效，则关闭硅光电池加热片，采用一个太阳常数持续照射，每十分钟记录准直镜和硅光电池的温度，持续1小时；

步骤11，观察当前各硅光电池稳定温度，采用步骤2至步骤9中得到的硅光电池输出对当前硅光电池温度进行温度校正，采用校正后的温度值求计算均匀性是否在±5％以内；

步骤12，回温复压。

10.根据权利要求9所述的空间环境下太阳模拟器辐照均匀性检测装置的检测方法，其特征在于，所述硅光电池为5个，分别为1号硅光电池、2号硅光电池、3号硅光电池、4号硅光电池、5号硅光电池；

所述步骤11中，采用校正后的温度值求计算均匀性的方法具体为：

根据步骤9中绘制的硅光电池在30℃～75℃的温度-输出曲线，在其中任两个温度节点之间进行插值计算，得到详细的温度-输出曲线，温度精确到1℃；

步骤10中，测试得到1至5号硅光电池温度分别为t1、t2、t3、t4、t5温度下得到输出电压V1、V2、V3、V4、V5，将2至5号硅光电池的数据归一化到1号硅光电池；

查步骤9中插值计算后的温度-输出曲线得知，2号硅光电池在t2温度下的输出电压为V_2t2，而2号硅光电池在t1温度下输出电压为V_2t1，则波动的系数λ2＝V2/V_2t2，得到校正值V2′＝V_2t1×λ2；同理分别得到3号硅光电池、4号硅光电池、5号硅光电池的输出电压校正值V3′，V4′，V5′；

找到V1、V2′～V5′中的最大值Vmax和最小值Vmin，则校正后计算辐照均匀性的公式为：E_均匀性＝(Vmax-Vmin)/(Vmax+Vmin)×100％；

所述步骤1中，将测试支架放置于距准直镜中心点4米处。