CN111237681B - 昼间型混合超精密人造太阳光模拟装置及模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明作为模拟昼间太阳光(Diurnal Solar）的各时间段单位面积光照射量的人造太阳光模拟装置，包括：其包括在一个表面上形成开放区域、在除所述开放区域之外的至少一个面设置为灯光安装口以及用于覆盖所述灯光安装口的保护罩；灯泡，通过所述灯光安装口置入所述壳体的内部，以360°发光且呈圆筒形；灯遮光模块，沿所述灯泡的长轴方向移动，阻断所述灯泡辐射的光的全部或部分；驱动单元，提供使所述灯遮光模块移动的驱动力；以及控制单元，根据预设条件控制所述驱动单元，以控制所述灯遮光模块的移动距离、移动速度或移动方向以及所述灯光的功率。

Description

昼间型混合超精密人造太阳光模拟装置及模拟方法

技术领域

本发明涉及一种人造太阳光模拟装置及模拟方法，更详细地说，涉及用于模拟从日出到日落的太阳光（Diurnal Solar）的昼间型混合超精密人造太阳光模拟装置及模拟方法。

背景技术

太阳光进入地球大气之后，大部分被吸收，到达地表的太阳光主要是可见光，还包括紫外线及红外线。当入射到地表的太阳光照射到特定材料的物体上时，该物体因光反应而老化。

比如，以汽车为例，若长时间暴漏于太阳光，汽车表面的涂层会剥离，并且该涂层下部的金属板会腐蚀。这样，由太阳光造成的物体的老化会影响产品的可靠性。

过去的产品开发步骤中，将产品直接暴漏于太阳光而分析了老化度，但因存在除太阳光以外的气候条件的干扰，无法准确分析太阳光的影响。

因此，近来提出一种通过模拟（simulation）太阳光的特性并在环境仓（Chamber）内照射模拟太阳的光来检查物体老化程度的方法。但是，以往的太阳光模拟设备的问题在于，不能准确地模拟从日出到日落的昼间太阳的光特性。

此外，MIL STD 810G Method 505.6 Procedure I，即该测试评估直射光的热影响和直射光的光化线对军需品的影响，有必要模拟各时间段的太阳光的照射量变化以符合该测试，为了实现这一点，需要开发一种新型的太阳光模拟装置。

即，需要开发一种保持太阳光的全光谱（Full Spectrum）的同时，可以模拟从日出到日落的太阳光模拟装置。

发明内容

（要解决的技术问题）

基于上述必要性而提出的本发明的目的在于，提供一种昼间型混合超精密人造太阳光模拟装置及模拟方法，可以模拟昼间太阳的单位面积照射量（Irradiance）（W/m²）的变化如真实的太阳，能够提高太阳光老化度测试的可靠性。

并且，本发明的目的在于，提供一种昼间型混合超精密人造太阳光模拟装置，模拟从日出到日落的太阳且提供相同的光分布形态，同时保持单位面积照射量均匀。

（解决问题的手段）

为了达成所述目的，本发明的一个实施例的昼间型混合超精密人造太阳光模拟装置，作为模拟昼间太阳光（Diurnal Solar）的各时间段单位面积光照射量的人造太阳光模拟装置，包括：壳体，其包括在一个表面上形成开放区域、在除所述开放区域之外的至少一个面设置为灯光安装口以及用于覆盖所述灯光安装口的保护罩；灯泡，通过所述灯光安装口置入所述壳体的内部，以360°发光且呈圆筒形；灯遮光模块，沿所述灯泡的长轴方向移动，阻断所述灯泡辐射的光的全部或部分；驱动单元，提供使所述灯遮光模块移动的驱动力；以及控制单元，根据预设条件控制所述驱动单元，以控制所述灯遮光模块的移动距离、移动速度或移动方向以及所述灯光的功率，其中，照射到所述壳体的所述开放区域的光是具有相同的光分布形态而不受所述灯遮光模块的遮光量的影响且单位面积照射量均匀的均匀光。

（发明的效果）

根据本发明的多种实施例，可以如真实的太阳一样模拟昼间太阳的单位面积照射量（W/m²）的变化，能够提高太阳光老化度测试的可靠性。

并且，用于太阳光老化度测试的模拟光可以是与自然太阳光类似的均匀光，模拟光的光分布形态可以始终相同而不受被遮光的影响。

附图说明

图1示例性地说明本发明的一个实施例的昼间型混合超精密人造太阳光模拟装置；

图2说明本发明的一个实施例的人造太阳光模拟装置的外观；

图3中以Y轴为中心而将图2所示的人造太阳光模拟装置旋转90°以说明人造太阳光模拟装置的外观；

图4说明将灯泡设置在本发明的壳体的一例；

图5说明将灯泡设置在本发明的壳体的内部的一例；

图6说明将反光碗设置在本发明的壳体的内部的一例；

图7至图9示例性地说明本发明的驱动单元和灯遮光模块的结构；

图10及图11示例性地说明灯遮光模块的最小开放距离和最大开放距离；

图12是本发明的一个实施例的反光碗的局部放大透视图；

图13是本发明的另一实施例的反光碗的局部放大透视图；

图14及图15示例性地说明灯泡的光被反光碗混合的模拟光；

图16是说明利用本发明的人造太阳光模拟装置的太阳光模拟方法的流程图；

图17及图18是说明图16的太阳光模拟方法的具体步骤的流程图；

图19是基于图17及图18的太阳光模拟方法实施的太阳光模拟实验图。

附图标记

100：人造太阳光模拟装置 110：壳体 120：灯泡 130：遮光板 140：驱动单元 150：冷却单元 160：控制单元 170：反光碗

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的多个实施例。然而，本发明不受这些实施例的限制。并且，在本发明的多个实施例中，附图的比例尺或比例仅是示例性的，根据示例性实施例，附图中示出的本发明的构件可以被设计成不同的形状、形态、尺寸或大小。

图1示例性地说明本发明的一个实施例的昼间型混合超精密人造太阳光模拟装置。参照图1，本发明的人造太阳光模拟装置100的壳体110的一个区域是开放的，通过开放的区域，围住太阳光老化度测试对象P的外部。

灯泡120位于壳体110的内部，向对象P发散光。灯遮光模块130围住灯泡120的外周面。灯遮光模块130通过设置在壳体110的一面的驱动单元140，沿着灯泡120的长轴方向做直线往复运动。

驱动单元140为灯遮光模块130的直线往复运动提供驱动力。驱动单元140由致动器、马达等构件。冷却单元150使得灯泡120产生的热量从壳体110的内部向外部循环。冷却单元150位于壳体110的两侧面。

图2说明本发明的一个实施例的人造太阳光模拟装置的外观及内部的局部。参照图2，人造太阳光模拟装置100的X轴前面具有开放的开放区域111，Y轴两侧面具有替换灯泡120时使用的灯设置口113。

图2示出用罩115盖住灯设置口113的状态。灯泡120设置在壳体110的内部，具有两个灯遮光模块130-1、130-2，沿着灯泡120的外周面沿长轴方向围住第一区域和第二区域。

驱动单元140具有向壳体110的X轴后面突出的形态，通过连接到壳体110的内部的连接部（附图未示出），将驱动力传递到灯遮光模块130-1、130-2。冷却单元150将壳体110的内部空气排向壳体110的外部，将外部的空气供给到壳体110的内部。

图3中以Y轴为中心而将图2所示的人造太阳光模拟装置旋转90°以说明人造太阳光模拟装置的外观。参照图3，在壳体110的开放区域111插入设置反光碗170。壳体110的两侧面具有灯设置口113和覆盖灯设置口113的罩115。

壳体110的上部面具有驱动单元140，驱动单元140被保护罩（cover）保护。在设置灯设置口113的两面，分别设置第一冷却单元150-1及第二冷却单元150-2。

图4说明将灯泡设置在本发明的壳体的一例。参照图4，灯泡120包括光源121、第一连接部件122、第一散热器123、第二散热器124及第二连接部件125。光源121通过第一连接部件122及第二连接部件125被固定到第一罩115-1和第二罩115-2。

并且，本发明的人造太阳光模拟装置100具有在壳体110的两侧面彼此相对的灯设置口113，可以去除设置在灯设置口113的罩115，将灯泡120插入灯设置口113而简便地设置到壳体110的内部。

并且，当去除已设置的灯泡120时，去除设置在灯设置口113的罩115，通过灯设置口113同时取出灯泡120，从而能够简便地从壳体110的内部去除。

并且，本发明的人造太阳光模拟装置100中，在壳体110的开放区域111插入设置反光碗170。对于反光碗170的功能，下文中参照附图进行描述。

图5说明将灯泡设置在本发明的壳体的内部的一例。参照图5，在壳体110的内部，靠近设置有驱动单元140的一面地设置灯泡120。灯泡120的第一连接部件122被紧固到第一罩115-1的内侧面，被固定到壳体110的内部（参照图5的A部分）。通过与此相同的方式，第二连接部件125被紧固到第二罩115-2的内侧面而被固定到壳体110的内部。

图6说明将反光碗设置在本发明的壳体的内部的一例。参照图6，光源121通过第一连接部件122及第二连接部件125被固定到壳体110。可以看到光源121没有被灯遮光模块130-1、130-2围住，而是开放的。

光源121开放时，沿着外侧面发散光，除了太阳光疲劳度调查的对象之外，还可照射模拟太阳光的光。若向壳体110的其他部分也照射光，会导致降低人造太阳光模拟装置100的耐久性的结果。因此，为了阻断由光源121辐射的光照射到驱动单元140、冷却单元150处的同时形成均匀的光分布，将反光碗170设置在壳体110的内部,以反射光源121的光。若在壳体110的内部设置反光碗170，光源121辐射的光将集中照射到太阳光疲劳度调查对象。

参照图1、图5及图6，本发明的人造太阳光模拟装置100使得灯泡120的光源121向360°方向辐射的光与自然太阳光类似地均匀照射到太阳光老化度测试对象P。

自然太阳光不仅会辐射紫外线、可见光、红外线等280nm至3000nm全波段的光谱（Full Spectrum），而且地表的太阳光在单位面积内是均匀的。即，为了模拟太阳光，需在各种实验环境中具有与实际太阳光相同的光分布形态，并且单位面积照射量应均匀。

为此，本发明的人造太阳光模拟装置100对日出到日落的基于纬度的太阳变化，以保持相同的光分布形态和单位面积照射量均匀地模拟太阳光。

由灯泡120的光源121辐射的光因直接照射到太阳光老化度测试对象P的直射光、被反光碗170反射而照射到太阳光老化度测试对象P的反射光及各种部件的边框散射的散射光合并在一起照射到太阳光老化度测试对象P，向太阳光老化度测试对象P照射与实际太阳光相同的均匀的光。

并且，根据本发明的人造太阳光模拟装置100，随着由光源121辐射的光中除直射光之外的其他光（反射光、散射光）被反光碗170反射而照射到太阳光老化度测试对象P，即使通过灯遮光模块130阻断光源121，也能向太阳光老化度测试对象P照射具有相同光分布形态的光。即，模拟光不受被灯遮光模块130阻断的光量的影响而始终具有相同的光分布形态。

即，为了模拟日落时的自然太阳光，即使用灯遮光模块130阻断大部分光源121而减少直接照射到太阳光老化度测试对象P的直射光的光量，因光源121辐射的光被反光碗170反射而照射到太阳光老化度测试对象P，照射到太阳光老化度测试对象P的光的光分布形态也始终相同或类似。

据此，本发明与阻断光源调整亮度来模拟太阳光的现有的模拟装置不同，其主要特征在于，通过调整光通量（luminous flux）来控制照射量，即使因灯遮光模块130而存在光源121的光量变化，模拟光的光分布形态也始终相同，从而单位面积光照射量均匀。

图7至图11示例性地说明本发明的驱动单元和灯遮光模块的结构。参照图7，灯遮光模块130包括具有圆筒形结构的第一遮光模块130-1和第二遮光模块130-2。驱动单元140包括提供驱动力而使得第一遮光模块130-1在第一区间做直线往复运动的第一马达141-1以及第一连接部142-1。并且，驱动单元140包括提供驱动力而使得第二遮光模块130-2在第二区间做直线往复运动的第二马达141-2及第二连接部142-2。

参照图8，驱动单元140包括第一马达141-1、第二马达141-2、第一连接部142-1、第二连接部142-2、第一限位传感器143-1、第二限位传感器143-2、第三限位传感器143-3、第四限位传感器143-4、第一致动器144-1及第二致动器144-2。并且，还包括：结合到第一连接部142-1且计算第一连接部142-1的移动距离的第一限位传感器143-1、对第二限位传感器143-2作出回应的第一被感测部143-5、结合到第二连接部142-2且计算第三连接部142-2的移动距离的第三限位传感器143-3、对第四限位传感器143-4作出回应的第二被感测部143-6。

第一马达141-1向第一致动器144-1传递力量而使得通过第一连接部142-1连接的第一遮光模块130-1在第一路径a做直线往复运动。第二马达141-2向第二致动器144-2传递力量而使得通过第二连接部142-2连接的第二遮光模块130-2在第二路径b做直线往复运动。

其中，第一马达141-1基于感测第一被感测部143-5的第一限位传感器143-1和第二限位传感器143-2的感测值，控制传递到第一致动器144-1的力量的大小、方向、速度等。与此相同地，第二马达141-2基于感测第二被感测部143-6的第三限位传感器143-3和第四限位传感器143-4的感测值，控制传递到第二致动器144-2的力量的大小、方向、速度等。即，随着第一被感测部143-5和第二被感测部143-6的位置被第一至第四限位传感器143-1、143-2、143-3、143-4感测，能够精确地感测第一遮光模块130-1和第二遮光模块130-2的移动距离的同时，防止第一遮光模块130-1和第二遮光模块130-2的碰撞所导致的破损。

参照图9，第一马达141-1通过第一连接部142-1连接到第一遮光模块130-1。其中，第一连接部142-1是由四个部分构成的结构，第一部分142-1a向第一遮光模块130-1方向延长，第二部分142-1b与第一部分142-1a形成90度的角度并向第一马达141-1方向延长，第三部分142-1c以弯曲的形态朝第一遮光模块130-1方向且从第一遮光模块130-1的一端延长到中心部为止，第四部分142-1d使得第三部分142-1c的一端和第一遮光模块130-1的中心部相互连接。

与此相同地，第二连接部142-2也是由四个部分构成的结构，第一部分142-2a向第二遮光模块130-2方向延长，第二部分142-2b与第一部分142-2a形成90度的角度并向第二马达141-2方向延长，第三部分142-2c以弯曲的形态朝第二遮光模块130-2方向且从第二遮光模块130-2的一端延长到中心部为止，第四部分142-2d使得第三部分142-2c的一端和第二遮光模块130-2的中心部相互连接。

参照图10和图11，本实施例的第一遮光模块130-1和第二遮光模块130-2为了模拟从日出到日落的太阳光，从最小开放距离m移动到最大开放距离M。其中，从第一遮光模块130-1和第二遮光模块130-2的最小开放距离m与最大开放距离M之间的移动距离根据第一至第四限位传感器143-1、143-2、143-3、143-4与第一被感测部143-5及第二被感测部143-6的移动距离感测值而被调整。即，参照图10，当第一遮光模块130-1移动到最小开放距离m时，根据感测第一被感测部143-5的第一及第二限位传感器143-1、143-2的感测值，第一遮光模块130-1保持最小开放距离m而停止移动。与此相同地，第二遮光模块130-2也在移动到最小开放距离m之后停止移动。为了使第一遮光模块130-1和第二遮光模块130-2都遮住光源121，即，通过移动使第一遮光模块130-1和第二遮光模块130-2彼此相接，但这种情况下，第一遮光模块130-1和第二遮光模块130-2有可能因相互碰撞而破损，因此优选地，第一遮光模块130-1和第二遮光模块130-2以保持最小开放距离m地间隔。

参照图11，第一遮光模块130-1和第二遮光模块130-2可以移动到最大开放距离M而开放所有光源121。其中，第一遮光模块130-1和第二遮光模块130-2到最大开放距离M的移动距离根据第一至第四限位传感器143-1、143-2、143-3、143-4对第一被感测部143-5和第二被感测部143-6的移动距离感测值而被调整。

即，本实施例中，为了物理调光而第一遮光模块130-1和第二遮光模块130-2在光源121的长轴方向直线移动而遮住光源121，第一遮光模块130-1和第二遮光模块130-2的最小开放距离m与最大开放距离M之间的移动根据第一至第四限位传感器143-1、143-2、143-3、143-4对第一被感测部143-5和第二被感测部143-6的移动距离感测值而被精确调整。

图12是本发明的一个实施例的反光碗170的局部放大透视图，图13是本发明的另一实施例的反光碗270的局部放大透视图。

参照图12，本发明的一个实施例的反光碗170由中心部位开放的长方形或正方形方形框架171、在方形框架171的两侧相对设置的一双侧面反射碗172及设置在方形框架的其他两侧的弯曲反射碗173构成。

将方形框架171设置在壳体110时，将操作者可以握住的把手部171-1以与侧面反射碗172相对地固定设置到方形框架171。并且，沿着方形框架171的四个边框而形成多个紧固孔，用于通过螺栓等紧固手段固定结合侧面反射碗172及弯曲反射碗173。

侧面反射碗172整体上具有梯形形态的板状，与设置在方形框架171的部位相对地，切割形成用于插入灯遮光模块130的插入槽172a。灯遮光模块130沿着该插入槽172a直线移动。并且，侧面反射碗172不与方形框架171正交结合，而是被倾斜地设置在灯遮光模块130方向。

弯曲反射碗173被弯曲成覆盖灯遮光模块130的上部而被固定到方形框架171，优选地，弯曲反射碗173的内部面和侧面反射碗172的两侧边框彼此接触地结合，防止灯泡120的光向外泄漏。弯曲反射碗173的结合到方形框架171的结合部位的边框的长度长于弯曲而覆盖灯遮光模块130的部位，结合到方形框架171之前展开时，具有缎带模样的板形态。具有这种形态的弯曲反射碗173与侧面反射碗172相同地，以向灯遮光模块130方向倾斜地结合到方形框架171。

具有上述结构的反光碗170因侧面反射碗172和弯曲反射碗173倾斜地设置于方形框架171的中心部位方向，能够使灯泡120的光向围绕光路径的中心扩散的方向反射，据此，能够保持由灯泡120辐射的光的光分布形态相同，同时保持单位面积照射量均匀。

另外，当由灯泡120辐射的光被照射到人造太阳光模拟装置100的其他部分，例如驱动单元或送风机方向时，人造太阳光模拟装置100的耐久性会降低且导致光损失。即，最优选地，由灯泡120辐射的光全部照射到太阳光老化度测试对象P。但是，图12的反光碗170会使灯泡120的光通过侧面反射碗172的插入槽172a与灯遮光模块130之间的空间泄漏，由此导致光损失。为了解决这种问题而提出如图13的本发明的另一实施例的结构。

参照图13，本发明的另一实施例的反光碗270包括方形框架271和设置在该方形框架171的侧面反射碗272及弯曲反射碗273。本实施例的反光碗270的整体结构与图11的反光碗170相同，仅说明存在差别的结构。

在侧面反射碗272形成用于灯遮光模块130直线移动的半圆形第一插入槽272a，与弯曲反射碗273的内部面贴紧结合。

弯曲反射碗273以覆盖灯遮光模块130的上部地弯曲而固定结合到方形框架271，还具有防止光从灯遮光模块130的两侧部和上部泄漏的遮光板274。即，遮光板274与弯曲反射碗273形成为整体。遮光板274被固定结合到弯曲反射碗273的内部面且中心部位形成半圆形第二插入槽274a而使灯遮光模块130直线移动。即，第一插入槽272a和第二插入槽272a与灯遮光模块130的外周缘相对应地形成。优选地，遮光板274与弯曲反射碗273由相同的材料制成，以阻断或反射向灯遮光模块130的周边泄漏的光。并且，遮光板274上形成长方形狭缝274b而与第四部分142-1d、142-1d相对应，以使得驱动单元140的第四部分142-1d、142-1d贯通而直线移动。

图14及图15概略性地示出灯泡120辐射的光被反光碗170反射而形成相同的光分布形态及光的均匀度。

参照图14，灯泡120具有圆筒形态，向360°方向辐射光。灯泡120的光包括向开放区域111直射而照射到测试对象P的光、朝开放区域111的上侧部即如箭头方向朝向反光碗170的弯曲反射碗173的弯曲部位的光、朝侧面反射碗172的光等。即，灯泡120向360°方向幅射光。

如上述，向360°方向幅射的光直射到开放区域111，或被侧面反射碗172及弯曲反射碗173反射而全部向开放区域111照射。其中，因反光碗170为发散式（Flood type），即具有圆锥形态或方形漏斗形态，在开放区域111形成正方形或长方形的光分布形态，照射的光的单位面积照射量均匀。

图15是用第一遮光模块130-1和第二遮光模块130-2遮住灯泡120的一半左右的状态，其中，由灯泡120的光产生的模拟光与图14的第一遮光模块130-1和第二遮光模块130-2最大程度开放灯泡120时的模拟光具有相同的光分布形态。

即，图14和图15只是因第一遮光模块130-1和第二遮光模块130-2的开放距离不同而模拟光的单位面积照射量不同而已，具有相同的光分布形态且相应模拟光单位面积照射量的能量均匀。

图16是说明利用本发明的人造太阳光模拟装置的太阳光模拟方法的流程图。参照图16，利用人造太阳光模拟装置的太阳光模拟方法包括如下步骤：驱动灯（S110），阻断灯的光（S130），进行物理调光（S150）及进行电子调光（S170）。

驱动灯的步骤（S110）中，向灯泡120施加电源而产生光。若灯泡120使用HMI灯，初期以50%以上的额定功率向灯泡120施加电压及电流而驱动灯泡120。模拟太阳光所用的HMI灯或氙气灯等在额定功率不足50%的情况下进行电子调控就难以模拟可靠的光。即，为了模拟自然太阳光，灯泡120需要产生最小50%以上的功率才能再现可靠性高的模拟光。其中，灯泡120产生最小功率即50%的功率时，为了模拟日出或日落时的太阳光，需要用灯遮光模块130遮住灯泡120来限制照射量，据此，本发明能够实现对灯泡调光的物理和电子控制。

阻断灯的光的步骤（S130）中，灯泡120的初期光的波长不稳定，因此与太阳光的波长特性相异。因此，可以阻断灯泡120的初期光而使其不照射到对象。

阻断方式是使两个灯遮光模块130-1、130-2彼此相接而防止灯泡120的中心部向外部暴露。

进行物理调光的步骤（S150）中，灯泡120的光谱稳定后，以预设的间隔距离开放围住灯泡120的外周面的灯遮光模块130，即从最小开放距离m到最大开放距离M为止，从而通过物理方式对灯泡120辐射的光进行调光（dimming）。

进行电子调光的步骤（S170）中，当灯遮光模块130的开放距离达到中间值以上时，增加灯遮光模块130的开放距离直到开放距离达到最大开放距离M，然后调整供给到灯泡120的电压及电流而进行电子调光。即，当灯遮光模块130的开放距离达到最大开放距离M时，中断调整灯遮光模块130的开放距离的物理调光而开始调整供给到灯泡120的电压及电流而进行电子调光。该步骤中，当控制灯泡120的EPS的功率达到最大功率时，将灯遮光模块130固定在最大开放距离M，将EPS功率固定在最大功率，然后进入大约2~3小时的休止区间。休止区间是照射到测试对象的光能达到最大值的区间，即相当于正午的区间，因休止区间内照射到测试对象的光能达到最大值，可另外设置计时器来计算休止区间。

但经过预设休止区间后，以倒序执行上述方法而模拟正午到日落的太阳光。

图17及图18是说明本发明的太阳光模拟方法的具体步骤的流程图，图19是基于图17及图18的太阳光模拟方法实施的太阳光模拟实验图。

参照图17，驱动灯泡的步骤（S110）中，人造太阳光模拟装置的控制部向灯泡120施加电压及电流而驱动灯泡120，以使灯泡达到50%的额定功率。此时，围住而遮住灯泡120的第一、第二遮光模块130-1、130-2之间的开放距离不足4mm。

之后，人造太阳光模拟装置的控制部计算用于模拟太阳光的时间（S111），参照图19，各步骤的模拟时间为约30分钟。即，30分钟的模拟之后，比较第一、第二遮光模块130-1、130-2之间的开放距离及EPS功率，为下一步骤的模拟而进行物理调光或电子调光。

控制部比较第一、第二遮光模块130-1、130-2之间的开放距离与预设值（S112）而设定调光方式。预设值被设定为第一、第二遮光模块130-1、130-2的最小开放距离m和最大开放距离M之间的中间值，或者在第一、第二遮光模块130-1、130-2的最小开放距离m和最大开放距离M之间的任意值。其中，若开放距离小于或等于预设值，控制部固定EPS功率以达到灯泡的最小功率即50%，增加第一、第二遮光模块130-1、130-2之间的开放距离而进行物理调光（S150），计算模拟时间。经过模拟时间后，反复增加开放距离而进行物理调光（S150），据此，照射到测试对象的模拟光的单位面积能量将逐渐增加。

然后，当第一、第二遮光模块130-1、130-2的开放距离达到预设值时，控制部控制第一、第二遮光模块130-1、130-2及EPS以执行电子调光（S170）。即，此时控制部将第一、第二遮光模块130-1、130-2的开放距离增加到最大开放距离M并固定（S171）的同时，增加EPS功率而只进行增加灯泡功率的电子调光（S170）。电子调光按步骤增加EPS功率而辐射模拟光。电子调光进行到EPS的功率达到最大功率为止。例如，若HMI灯泡的最大功率被设定为88%，电子调光进行到达到灯泡的最大功率为止，计算各步骤的模拟时间。

即，通过上述物理调光（S150）和电子调光（S170），可以模拟从日出到正午之前的太阳光。

然后，当EPS功率达到最大功率（S172）后，将EPS功率固定在最大功率而进入一定时间的休止区间。EPS功率达到最大功率是指基于模拟光的单位面积照射量（单位面积能量）达到最大值，这模拟太阳光照射量最多的正午。休止区间用另外的计时器计算模拟时间，在大约2~3小时的时间内，对测试对象照射最大能量而进行测试。

如上所述，参照图17，本发明进行从日出到正午进行太阳光模拟测试，在单位面积照射量少的区间，以移动第一、第二遮光模块130-1、130-2的物理调光控制照射量，之后，在以最大开放距离开放第一、第二遮光模块130-1、130-2的状态下，以增加灯泡的功率的电子调光控制照射量，从而模拟日出到正午。另外，以倒序进行上述步骤而实现从正午到日落的太阳光模拟，将参照图18进行具体描述。

参照图18，经过休止区间后，即正午时间的太阳光模拟结束之后，开始减少灯泡的照射量而进行日落为止的模拟测试。

首先，比较向灯泡施加电压及电流的EPS功率是否是最小功率（S211）而减少EPS功率直到EPS功率达到最小功率（S220）。其中，如图19所示，为了进行各步骤的模拟而计算模拟时间。将单位模拟时间设定为30分钟，经过单位模拟时间后，再次比较减少的EPS功率和最小功率（S211）。最小功率是灯泡的功率达到50%的EPS功率。

然后，当EPS的功率达到最小功率时，将EPS功率固定在50%的最小功率（S231）的同时，进行减少第一、第二遮光模块130-1、130-2的开放距离的物理调光（S230）。与此相同地，计算用于太阳光模拟的单位模拟时间，单位模拟时间结束后，比较第一、第二遮光模块130-1、130-2的减少的开放距离和预设值。其中，预设值被设定为第一、第二遮光模块130-1、130-2的最小开放距离m和最大开放距离M之间的中间值，或者在第一、第二遮光模块130-1、130-2的最小开放距离m和最大开放距离M之间的任意值。其中，若开放距离大于预设值，控制部固定EPS功率以达到灯泡的最小功率即50%，减少第一、第二遮光模块130-1、130-2之间的开放距离而使其达到预设值。

之后，比较第一、第二遮光模块130-1、130-2之间的开放距离和预设值，当开放距离为预设值以下时，在将EPS功率固定在50%的状态下，进行将第一、第二遮光模块130-1、130-2的开放距离减少到最小开放距离m为止的物理调光（S230）。

之后，当第一、第二遮光模块130-1、130-2的开放距离达到最小开放距离m时，结束太阳光模拟。

通过如上所述的太阳光模拟方法，可以模拟从正午到日落的太阳光，通过控制灯泡的功率的电子调光及遮住灯泡控制照射量的物理调光，能够与自然太阳光类似地模拟光照射面的单位面积照射量（单位面积能量）。

如上所述，通过一次物理调光、一次电子调光、休止区间、二次电子调光、二次物理调光，能够与实际类似地模拟一天内太阳光的光谱变化。

尽管示出并描述了本发明的示例性实施例及应用例，在不脱离本发明技术思想的范围内，可以做出许多改变和修改，并且本发明技术领域的普通技术人员可以清楚地理解这种修改。因此，所描述的实施例应被认为是示例性的而非限制性的，本发明不受所附说明书的限制，而是可在权利要求的技术范围内进行修改。

Claims (9)

1.一种昼间型混合超精密人造太阳光模拟装置，作为模拟昼间太阳光（DiurnalSolar）的各时间段单位面积光照射量的人造太阳光模拟装置，包括：

壳体，其包括在一个表面上形成开放区域、在除所述开放区域之外的至少一个面设置为灯光安装口以及用于覆盖所述灯光安装口的保护罩；

灯泡，通过所述灯光安装口置入所述壳体的内部，以360°发光且呈圆筒形；

灯遮光模块，沿所述灯泡的长轴方向移动，阻断所述灯泡辐射的光的全部或部分；所述灯遮光模块是不接触所述灯泡的外周面，围住灯泡且可以向横轴方向移动的圆筒结构体；

驱动单元，提供使所述灯遮光模块移动的驱动力；

控制单元，根据预设条件控制所述驱动单元，以控制所述灯遮光模块的移动距离、移动速度或移动方向以及所述灯光的功率；

其中，照射到所述壳体的所述开放区域的光是具有相同的光分布形态而不受所述灯遮光模块的遮光量的影响且单位面积照射量均匀的均匀光。

2.一种昼间型混合超精密人造太阳光模拟装置，作为模拟昼间太阳光（DiurnalSolar）的各时间段单位面积光照射量的人造太阳光模拟装置，包括：

壳体，其包括在一个表面上形成开放区域、在除所述开放区域之外的至少一个面设置为灯光安装口以及用于覆盖所述灯光安装口的保护罩；

灯泡，通过所述灯光安装口置入所述壳体的内部，以360°发光且呈圆筒形；

灯遮光模块，沿所述灯泡的长轴方向移动，阻断所述灯泡辐射的光的全部或部分；所述灯遮光模块是不接触所述灯泡的外周面，围住灯泡且可以向横轴方向移动的圆筒结构体；

驱动单元，提供使所述灯遮光模块移动的驱动力；

控制单元，根据预设条件控制所述驱动单元，以控制所述灯遮光模块的移动距离、移动速度或移动方向以及所述灯光的功率；

反光碗，使所述灯光的光中的一部分反射到所述开放区域的太阳光老化度测试对象，

其中，照射到所述太阳光老化度测试对象的光是所述灯遮光模块的直射光、所述反光碗反射的反射光及散射光合在一起的均匀光，所述均匀光具有相同的光分布形态而不受所述灯遮光模块的遮光量的影响且单位面积照射量均匀。

3.根据权利要求1或2所述的昼间型混合超精密人造太阳光模拟装置，其特征在于，所述灯遮光模块包括：第一遮光模块，在所述灯泡的一端和中心之间做第一直线往复运动；第二遮光模块，在所述灯泡的另一端和中心之间做第二直线往复运动。

4.根据权利要求3所述的昼间型混合超精密人造太阳光模拟装置，其特征在于，所述驱动单元使所述第一遮光模块和所述第二遮光模块向相反方向移动，在单位模拟时间内保持所述第一遮光模块与所述第二遮光模块之间的间隔距离，经过所述预设时间后，为了变更所述间隔距离而使所述第一遮光模块及所述第二遮光模块移动。

5.根据权利要求4所述的昼间型混合超精密人造太阳光模拟装置，其特征在于，所述第一遮光模块和所述第二遮光模块在最小开放距离与最大开放距离之间移动，直到所述第一遮光模块与所述第二遮光模块达到最大开放距离为止，所述灯泡保持50%的额定功率。

6.根据权利要求5所述的昼间型混合超精密人造太阳光模拟装置，其特征在于，所述第一遮光模块和所述第二遮光模块的开放距离达到所述最大开放距离时，所述控制部控制所述灯泡的功率。

7.根据权利要求2所述的昼间型混合超精密人造太阳光模拟装置，其特征在于，所述反光碗包括：方形框架；侧面反射碗，彼此相对地设置在所述方形框架的两侧；弯曲反射碗，安装到所述方形框架的其他两侧，以覆盖所述灯遮光模块的上部，

所述反光碗由所述灯泡照射的光混合，形成不受基于所述灯遮光模块的光的阻断量及所述灯泡的功率的影响而具有相同光分布形态的均匀光。

8.根据权利要求7所述的昼间型混合超精密人造太阳光模拟装置，其特征在于，在所述侧面反射碗上邻接所述灯遮光模块的部位形成插入槽，以使所述灯遮光模块直线移动。

9.根据权利要求8所述的昼间型混合超精密人造太阳光模拟装置，其特征在于，所述弯曲反射碗包括用于覆盖所述灯遮光模块的上部的遮光板，以防止所述光从所述灯遮光模块的周边泄漏，

所述遮光板上形成与所述灯遮光模块的外周缘对应的第二插入槽，以使所述灯遮光模块直线移动。

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