大面積太陽(yáng)模擬光源 衛(wèi)星太陽(yáng)電池帆板光照試驗(yàn)用氙燈燈陣設(shè)計(jì)

大面積太陽(yáng)模擬器光源采用光譜與太陽(yáng)光近似的短弧氙燈作為光源，由6只短弧氙燈組成，每只氙燈均采用特殊的光學(xué)設(shè)計(jì)，使光斑的均勻性有很好的保證。

每支氙燈配有一個(gè)燈箱，燈箱采用鋁合金材料加工以減輕重量。燈箱設(shè)有氙燈調(diào)焦機(jī)構(gòu)、投射方向調(diào)節(jié)裝置、散熱風(fēng)機(jī)、電子觸發(fā)器、接線端子以及耐高溫防爆玻璃等部件，能夠保證氙燈的可靠工作，同時(shí)可以方便地進(jìn)行光斑大小、照射方向的調(diào)節(jié)。

工作距離4米－5米，光斑直徑1m×1m，燈陣采用齒輪箱俯仰調(diào)節(jié)，調(diào)整角度±30°，發(fā)散光（非平行光），光強(qiáng)1個(gè)太陽(yáng)常數(shù)，光斑均勻性20％－30％，光照穩(wěn)定性10％。

大面積太陽(yáng)模擬光源使用說(shuō)明書：

       1 .簡(jiǎn)介:

       本氙燈燈陣是根據(jù)衛(wèi)星太陽(yáng)電池帆板光照試驗(yàn)的要求設(shè)計(jì)研制的專用設(shè)備，以替代以前使用的碘鎢燈燈陣。燈陣采用光譜與太陽(yáng)光近似的短弧氙燈作為光源，由18支750W短弧氙燈組成， 每6支750 W 氙燈安裝在一個(gè)可移動(dòng)支架上作為一組，共有3組，分別對(duì)3塊太陽(yáng)電池板進(jìn)行光照，以保證被照面上的輻照度要求并達(dá)到一定的光照均勻性。每支氙燈均配有高反射率橢球反光鏡以便有效地將氙燈的光輻射能量投射到被照面上。

       每支氙燈配有一個(gè)燈箱，燈箱采用鋁合金材料加工以減輕重量。燈箱設(shè)有氙燈調(diào)焦機(jī)構(gòu)、投射方向調(diào)節(jié)裝置、散熱風(fēng)機(jī)、電子觸發(fā)器、接線端子以及耐高溫防爆玻璃等部件，能夠保證氙燈的可靠工作，同時(shí)可以方便地進(jìn)行光斑大小、照射方向的調(diào)節(jié)。

      由于短弧氙燈只能在直流供電條件下工作并要求供電電源有較高的穩(wěn)定度，因此每支氙燈配有一臺(tái)直流穩(wěn)流電源，18臺(tái)直流電源分為3組每組6臺(tái)。電源為用開關(guān)式穩(wěn)流電源以減小電源的體積和重量，同時(shí)提高效率減小電源的功耗。每臺(tái)電源均有獨(dú)立的開關(guān)和輸出電流調(diào)節(jié)旋鈕，可以控制每支氙燈的開、關(guān)和控制每只氙燈的亮度。

    氙燈電源的輸入為220 V交流，三組直流電源分別通過(guò)空氣開關(guān)接到三相交流電源的三個(gè)相線與零線之間以保證電網(wǎng)的平衡。可移動(dòng)支架為鋁合金輕型結(jié)構(gòu)，底部裝有腳輪。支架可方便地拆、裝并便于運(yùn)輸。

       與原碘鎢燈燈陣相比，本燈陣有以下優(yōu)點(diǎn)：

① 由于太陽(yáng)電池對(duì)氙燈光譜比對(duì)鎢燈光譜有更大的響應(yīng)，因此在相同功率的情況下氙燈的光照效果更好；

② 采用投射光照形式可在距帆板3至5米或更遠(yuǎn)的距離上進(jìn)行光照實(shí)驗(yàn)，避免了燈陣發(fā)生意外傾倒造成帆板損壞的可能性；

③ 大大減小了光照造成的帆板的急劇溫升；

④ 光強(qiáng)、光斑大小和照射方向均可方便地進(jìn)行調(diào)節(jié)，增加了試驗(yàn)工作的靈活性；

⑤ 減小了重量和體積，更便于搬運(yùn)和組裝。

        2 .燈陣的組裝:

        整個(gè)燈陣分為3組，每組均可按以下步驟進(jìn)行組裝：

① 結(jié)構(gòu)組裝

        首先將電源用螺栓固定在底坐上。用壓板將兩段鋁合金方管連接在一起形成長(zhǎng)立柱。將立柱固定在電源和底座上，暫時(shí)不要將固定螺栓擰緊。將4根鋼絲纖繩扣在立柱上端和底座四角的拉環(huán)上，調(diào)節(jié)鋼絲纖繩上的花籃使立柱與地面基本垂直并拉緊纖繩，然后將立柱與電源的固定螺栓擰緊。將3個(gè)橫桿按需要的高度固定在立柱上，再將6個(gè)燈箱分別固定在3個(gè)橫桿的兩端，結(jié)構(gòu)組裝即完成。

② 導(dǎo)線連接

       用帶插頭的雙絞線連接燈箱上的風(fēng)機(jī)和12V開關(guān)電源的直流輸出端，雙絞線的紅線接正極，黑線接負(fù)極。

用粗軟線連接每一個(gè)燈箱和氙燈電源。連接時(shí)應(yīng)注意：紅色為正極、黑色為負(fù)極不可接反，否則將會(huì)燒毀觸發(fā)器及氙燈，另外，由于氙燈工作時(shí)電流較大，燈箱上的接線柱應(yīng)盡量擰緊，以減小接觸電阻。

將交流電源的快速接頭接到氙燈電源上，導(dǎo)線連接即完成。

       3 .燈陣的使用：

       將燈陣移動(dòng)到距被測(cè)件合適的距離，檢查燈陣的組裝和接線，確定正確無(wú)誤，并將氙燈電源上的全部開關(guān)均置于斷開的位置上后接上交流電源。接通空氣開關(guān)，這時(shí)燈箱上的風(fēng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，確認(rèn)所有風(fēng)機(jī)均工作正常。將電源上的所有亮度調(diào)節(jié)旋鈕均置于中間位置，然后按每組電源每次接通一個(gè)開關(guān)的方式逐一接通所有開關(guān)，以保證三相交流電源的負(fù)載平衡。氙燈點(diǎn)亮后可根據(jù)需要通過(guò)旋鈕調(diào)節(jié)亮度。

逐一向左旋轉(zhuǎn)光強(qiáng)調(diào)節(jié)旋鈕，使全部氙燈的光強(qiáng)最小。松開燈箱上的元寶螺母可在俯仰和水平方向上調(diào)節(jié)照射方向，調(diào)好后擰緊元寶螺母。調(diào)節(jié)燈箱后方的調(diào)焦旋鈕可調(diào)節(jié)光斑的大小。通過(guò)調(diào)節(jié)氙燈的光斑大小和照射方向即可調(diào)整被照面的光強(qiáng)分布，達(dá)到一定的光照均勻性。

開始光照試驗(yàn)時(shí)將全部氙燈的光強(qiáng)調(diào)到最大。光照試驗(yàn)結(jié)束后按每組電源每次斷開一個(gè)開關(guān)的方式逐一斷開所有開關(guān)，最后斷開空氣開關(guān)，拔下三相電源插頭。

        4. 注意事項(xiàng)：

① 燈箱在搬運(yùn)、安裝過(guò)程中應(yīng)避免震動(dòng)，以免損壞氙燈。避免用手觸及防爆玻璃表面，因指紋經(jīng)點(diǎn)燈后的高溫將難以擦掉。

② 氙燈工作時(shí)應(yīng)使燈箱與水平面有一向上的傾角，不可在燈箱向下傾斜的情況下使用。

③ 由于電流較大，氙燈直流回路接線端必須保持清潔和接觸良好。

④ 一般情況下觸發(fā)器一次放電即可點(diǎn)亮氙燈，若多次放電仍不能點(diǎn)亮氙燈則應(yīng)立即斷開開關(guān)檢查接線是否正確以及氙燈或觸發(fā)器是否有問(wèn)題。

⑤ 氙燈的光亮具有很高的亮度和很強(qiáng)的紫外線，肉眼不能直視并應(yīng)注意對(duì)人體皮膚及眼睛的灼傷。

⑥ 氙燈調(diào)到最大亮度的時(shí)間應(yīng)控制在10分鐘以內(nèi)，以免燈箱內(nèi)溫度太高。

⑦ 燈陣工作時(shí)應(yīng)保證燈箱和電源的進(jìn)、出風(fēng)口通暢，無(wú)遮擋物，通風(fēng)不良可導(dǎo)致氙燈爆炸以及電源燒毀。

⑧ 燈箱的搬運(yùn)和運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)使防爆玻璃向下。