CN205786248U - 太阳辐射试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种太阳辐射试验装置，包括支撑架、设于所述支撑架上的辐照光源、位于所述辐照光源正下方的样品放置区域以及用于减少到达所述样品放置区域光强的减光组件，所述减光组件包括设于所述辐照光源与所述样品放置区域之间的至少一个减光片，每个所述减光片上设有至少一个减光区域。本实用新型仅需要在减光片上设计相应透光率的减光区域，使得光强经过减光片后减弱，进而使得到达样品表面的光强减少，即可实现低强度太阳辐射的控制。在实现低辐照强度的过程中，无须减少光源照射数量，因而避免了因减少光源而导致装置内光照不均的现象。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳光源模拟技术领域，尤其是涉及一种太阳辐射试验装置。
背景技术
太阳辐射试验装置是一种人工模拟太阳辐射，用来研究和评价产品在暴露于太阳辐射环境中所产生的热效应或光化学作用的能力的装置，在汽车、光伏、纺织、橡胶、塑料等行业具有广泛应用。目前，市场上可购的太阳辐射试验装置太阳辐射可控强度范围最大为600W/m2～1120W/m2，通过光源选择、灯阵优化布置后，理论上可实现0W/m2～1120W/m2的连续可变的太阳辐射强度。但是，辐照灯通过电源控制辐射强度的范围有限，一般在总功率的50％～100％连续可变，因此当需要模拟辐照强度很低的情况下，光源数量会变得非常少，而这又会导致试验装置内不同位置的太阳辐射强度的均匀性难以满足要求，限制了现有技术的推广应用。
实用新型内容
基于此，本实用新型在于克服现有技术的缺陷，提供一种太阳辐射试验装置，其可使到达样品表面的光强减少，实现低强度太阳辐射，同时又保证了到达样品表面的光照均匀性。
其技术方案如下：
一种太阳辐射试验装置，包括支撑架、设于所述支撑架上的辐照光源、位于所述辐照光源正下方的样品放置区域以及用于减少到达所述样品放置区域光强的减光组件，所述减光组件包括设于所述辐照光源与所述样品放置区域之间的至少一个减光片，每个所述减光片上设有至少一个减光区域。
在其中一个实施例中，每个所述减光片上设有不同透光率的至少两个所述减光区域，所述减光组件还包括驱动所述减光片移动用以使得其中一个所述减光区域进入所述辐照光源的辐射区域内的驱动机构。
在其中一个实施例中，每个所述减光片上还设有透光率为100％的空白区域，所述驱动机构还可驱动所述减光片移动使得所述空白区域进入所述辐照光源的辐射区域内。
在其中一个实施例中，所述减光片为柔性片状结构，所述减光区域并排布置，所述驱动机构包括沿着所述减光区域的排布方向并排布置的两根转轴，所述减光片一端卷绕于其中一根所述转轴，另一端卷绕于另外一根所述转轴。
在其中一个实施例中，所述驱动机构还包括链轮机构和电机，其中一根所述转轴与所述电机连接并通过所述链轮机构与另外一根所述转轴连接。
在其中一个实施例中，所述减光片为多片，多片所述减光片上下并排布置。
在其中一个实施例中，所述减光区域开设有多个通孔。
在其中一个实施例中，还包括滤波组件，所述滤波组件包括位于所述辐照光源与所述样品放置区域之间的至少一个滤波片。
在其中一个实施例中，所述支撑架为箱体，所述辐照光源和所述样品放置区域均设于所述箱体内，且所述辐照光源设于所述箱体的顶部，所述样品放置区域设于所述箱体的底部。
在其中一个实施例中，还包括用于控制所述箱体内温度和湿度的温湿控制系统。
下面对前述技术方案的优点或原理进行说明：
本实用新型所述的太阳辐射试验装置，其在辐照光源和样品放置区域之间设置至少一个减光片，仅需要在减光片上设计相应透光率的减光区域，使得光强经过减光片后减弱，进而使得到达样品表面的光强减少，即可实现低强度太阳辐射的控制。在实现低辐照强度的过程中，无须减少光源照射数量，因而避免了因减少光源而导致装置内光照不均的现象。
本实用新型中所述减光片上设有至少一个减光区域，当减光区域为至少两个，并且不同的减光区域透光率不同时，可通过驱动机构驱动减光片移动，使得不同的减光区域进入辐射区域，从而更改减光组件的透光率，从而改变到达样品表面的光强。本实用新型大大地简化了操作过程，使得减光组件在不同透光率之间切换简便。
所述减光片还包括空白区域，所述空白区域的光透过率为100％，当驱动机构驱动减光片移动至空白区域进入辐照区域时，本实用新型即可实现光源的直接辐射，进而实现高强度太阳辐射。本实用新型操作灵活，达到了太阳辐射连续可控、可调的效果。
所述减光片为柔性片状结构，便于卷放。通过控制转轴转动，进而卷绕或卷放减光片用以实现减光片的移动，使得减光区域切换方便，同时减光片卷设于转轴上，减少了减光片的空间占用面积，也使得减光片可设计为较长长度，用以设置更多不同的减光区域。
本实用新型通过电机带动转轴转动，实现了减光片移动的自动性。
本实用新型包括位于上下并排布置的多个减光片，多个减光片的透光率可相同或不同，用以组合出不同透光率的减光组件，从而改变到达样品表面的辐照强度。
所述减光区域上开设有多个通孔，部分光线从通孔中穿过直射于样品表面，而部分光线则被减光片遮挡，即减光片反射、散射或吸收部分光线，用以减少到达样品表面的光照强度。本实用新型可以实现在全波段范围透光，在保证光强的前提下，保证了光谱的完整性。此外，本实用新型所述减光片类似于形成了无数多的点光源，可以有效保障太阳辐射的均匀性。
本实用新型还包括滤波组件，所述滤波组件包括位于所述辐照光源与所述样品放置区域之间的至少一个滤波片，滤波片用于辐照光的选择性过滤，使照射到样品上的光更好的模拟太阳光谱。
所述支撑架为箱体结构，所述辐照光源和所述样品放置区域均设于所述箱体内，有利于将试验环境与外界环境隔离，保证试验环境的稳定性。
本实用新型还包括温湿控制系统，温湿控制系统用于控制箱体内的温度和湿度，用于模拟不同的环境，从而研究样品在不同的环境下的耐受性。
附图说明
图1为本实用新型实施例所述的太阳辐射试验装置的第一结构示意图；
图2为本实用新型实施例所述的驱动机构的结构示意图；
图3为本实用新型实施例所述的太阳辐射试验装置的第二结构示意图；
图4为本实用新型实施例所述的太阳辐射试验装置的第三结构示意图；
图5为本实用新型实施例所述的滤光区域的第一结构示意图；
图6为本实用新型实施例所述的滤光区域的第二结构示意图；
图7为本实用新型实施例所述的滤光区域的第三结构示意图。
附图标记说明：
100、支撑架，200、辐照光源，300、样品放置区域，400、样品，510、减光片，511、减光区域，512、空白区域，521、转轴，522、电机，523、链轮机构，610、滤波片。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。
如图1所示，一种太阳辐射试验装置，包括支撑架100、设于所述支撑架100上的辐照光源200、位于所述辐照光源200正下方的样品放置区域300以及用于减少到达样品放置区域300光强的减光组件，所述辐照光源200为可以为一盏或多盏辐照灯，并且该辐照灯可进行灯源优化布置。所述减光组件包括设于所述辐照光源200与所述样品放置区域300之间的至少一个减光片510，每个所述减光片510上设有至少一个减光区域511。当电源调节光强无法满足使用要求时，可在辐照光源200和样品放置区域300之前设置减光片510，该减光片上设计有一定透光率的减光区域511，使得光强经过减光片510后减弱，进而使得到达样品400表面的光强减少，即可实现低强度太阳辐射的控制。在实现低辐照强度的过程中，无须减少光源照射数量，因而避免了因减少光源而导致装置内光照不均的现象。本实用新型也可根据实际需要在辐照光源200的正下方设置上下并列的多个减光片510，多个减光片510的透光率可相同或不同，用以组合出不同透光率的减光组件，从而改变到达样品400表面的辐照强度。
如图2所示，每个所述减光片510上设有透光率不同的至少两个所述减光区域511，所述减光组件还包括驱动所述减光片510移动的驱动机构，用以在所述辐照光源200的辐射区域切换不同的减光区域511，使得不同的减光区域511进入辐射区域，从而更改减光组件的透光率，进而改变到达样品400表面的光强。所述驱动机构可为机械驱动元件也可为人手。本实用新型大大地简化了操作过程，使得减光组件在不同透光率之间切换简便。
在本实施例中，每个所述减光片510上还设有透光率为100％的空白区域512，所述驱动机构可驱动所述减光片510移动，使得减光区域511或空白区域512进入所述辐照光源200的辐射区域内。当驱动机构驱动减光片510移动至空白区域512进入辐照区域时，本实用新型即可实现光源的直接辐射，进而实现高强度太阳辐射。本实用新型操作灵活，其可实现0W/m2～1120W/m2的连续可变的太阳辐射强度，达到了太阳辐射连续可控、可调的效果。
优选地，所述减光区域511以及空白区域512均并排布置，所述减光片510为柔性片状结构，便于卷放。所述驱动机构包括与所述减光区域511并排布置的两根转轴521，所述减光片510一端卷绕于其中一根所述转轴521，另一端卷绕于另外一根所述转轴521。通过控制转轴521转动，进而卷绕或卷放减光片510用以实现减光片510的移动，使得减光区域511切换方便，同时减光片510卷设于转轴521上，减少了减光片510的空间占用面积，也使得减光片510可设计为较长长度，用以设置更多不同的减光区域511。本实用新型可根据实际需要将所述减光片510设计为刚性平板结构，通过驱动机构驱动该减光片510平移即可实现不同光学区域的切换。此外，本实用新型也可根据实际需要将减光区域511和空白区域512设计成非并排方式，仅需要设计相应的驱动机构，该驱动机构能够驱动减光片510移动至每一个光学区域均能进入辐射区域即可；或者也可根据实际需要直接手动驱动减光片510移动，增强操作的灵活性。
进一步地，所述驱动机构还包括电机522和链轮机构523，所述电机522与其中一根转轴521连接，该转轴521通过链轮机构523与另外一根转轴521连接，即可实现两根转轴521同时转动。本实用新型通过电机522带动转轴521转动，实现了减光片510移动的自动性。
如图1、图3和图4所示，本实用新型还包括滤波组件，所述滤波组件包括位于所述辐照光源200与所述样品放置区域300之间的至少一个滤波片610，滤波片610用于辐照光的选择性过滤，使照射到样品400上的光更好的模拟太阳光谱。滤波片610可位于减光片510的上方或下方，或者当减光组件中的减光片510为多片时，滤波片610可位于相邻两个滤波片610之间。本实用新型可根据实际需要设计多个滤波片610，多个滤波片610上下并列布置。
如图5至7所示，所述减光片510的减光区域511上开设有多个通孔，部分光线从通孔中穿过直射于样品400表面，而部分光线则被减光片510遮挡，即减光片510反射、散射或吸收部分光线，用以减少到达样品400表面的光照强度。本实用新型可以实现在全波段范围透光，在保证光强的前提下，保证了光谱的完整性。此外，本实用新型所述减光片510类似于形成了无数多的点光源，可以有效保障太阳辐射的均匀性。值得注意的是，所述通孔可以是均匀布置或非均匀布置，并且通孔的形状可统一为圆形、方形等形状，也可以是由多个不同的形状组合而成，只要控制该减光片510能够达到一定的透光率即可。本实用新型也可根据实际需要将减光片510设计为无通孔整板形式，该无通孔结构应在全波段范围内均具有透光率，如图2。
优选地，所述支撑架100为箱体，所述辐照光源200和所述样品放置区域300均设于所述箱体内，且所述辐照光源200设于所述箱体100的顶部，减光片510的一个减光区域511进入箱体内，所述样品放置区域300为设于箱体100底部的样品架，样品架用于确保样品400周围空气流通。箱体结构有利于将试验环境与外界环境隔离，保证试验环境的稳定性。
本实用新型还包括温湿控制系统，温湿控制系统用于控制箱体内的温度和湿度，用于模拟不同的环境，从而研究样品400在不同的环境下的耐受性。
下面就本实用新型的具体应用举例说明：
辐照光源200本身电压/电流控制可实现600W/m2～1120W/m2的辐照度，分别结合不同透过率的减光组件则可实现0W/m2～1120W/m2的辐照度，具体地：
当减光组件的透光率为54％时，到达样品400表面的光强为：(600W/m2～1120W/m2)*54％＝324W/m2～604.8W/m2；
当减光组件的透光率为29％，到达样品400表面的光强为：(600W/m2～1120W/m2)*29％＝174W/m2～324.8W/m2；
当减光组件的透光率为16％，到达样品400表面的光强为：(600W/m2～1120W/m2)*16％＝96W/m2～179.2W/m2；
当减光组件的透光率为9％，到达样品400表面的光强为：(600W/m2～1120W/m2)*9％＝54W/m2～100.8W/m2；
关闭辐照光源200，则辐照强度为0W/m2。依次类推，通过使用不同透光率的减光组件必定可以得到所需要的太阳辐射强度。本实用新型以上举例仅用于解释本实用新型，不可成为本实用新型保护范围的限制。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种太阳辐射试验装置，其特征在于，包括支撑架、设于所述支撑架上的辐照光源、位于所述辐照光源正下方的样品放置区域以及用于减少到达所述样品放置区域光强的减光组件，所述减光组件包括设于所述辐照光源与所述样品放置区域之间的至少一个减光片，每个所述减光片上设有至少一个减光区域。
2.根据权利要求1所述的太阳辐射试验装置，其特征在于，每个所述减光片上设有不同透光率的至少两个所述减光区域，所述减光组件还包括驱动所述减光片移动用以使得其中一个所述减光区域进入所述辐照光源的辐射区域内的驱动机构。
3.根据权利要求2所述的太阳辐射试验装置，其特征在于，每个所述减光片上还设有透光率为100％的空白区域，所述驱动机构还可驱动所述减光片移动使得所述空白区域进入所述辐照光源的辐射区域内。
4.根据权利要求2所述的太阳辐射试验装置，其特征在于，所述减光片为柔性片状结构，所述减光区域并排布置，所述驱动机构包括沿着所述减光区域的排布方向并排布置的两根转轴，所述减光片一端卷绕于其中一根所述转轴，另一端卷绕于另外一根所述转轴。
5.根据权利要求4所述的太阳辐射试验装置，其特征在于，所述驱动机构还包括链轮机构和电机，其中一根所述转轴与所述电机连接并通过所述链轮机构与另外一根所述转轴连接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的太阳辐射试验装置，其特征在于，所述减光片为多片，多片所述减光片上下并排布置。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的太阳辐射试验装置，其特征在于，所述减光区域开设有多个通孔。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的太阳辐射试验装置，其特征在于，还包括滤波组件，所述滤波组件包括位于所述辐照光源与所述样品放置区域之间的至少一个滤波片。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的太阳辐射试验装置，其特征在于，所述支撑架为箱体，所述辐照光源和所述样品放置区域均设于所述箱体内，且所述辐照光源设于所述箱体的顶部，所述样品放置区域设于所述箱体的底部。
10.根据权利要求9所述的太阳辐射试验装置，其特征在于，还包括用于控制所述箱体内温度和湿度的温湿控制系统。
Priority Applications (1)
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| CN201620539827.4U CN205786248U (zh) | 2016-06-02 | 2016-06-02 | 太阳辐射试验装置 |
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| CN201620539827.4U CN205786248U (zh) | 2016-06-02 | 2016-06-02 | 太阳辐射试验装置 |
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| CN205786248U true CN205786248U (zh) | 2016-12-07 |
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ID=58133781
Family Applications (1)
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| CN201620539827.4U Active CN205786248U (zh) | 2016-06-02 | 2016-06-02 | 太阳辐射试验装置 |
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|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111537231A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-08-14 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 风力发电机组的热辐射模拟装置及具有其的系统 |
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2016
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