大面積太陽(yáng)模擬光源 衛星太陽(yáng)電池帆板光照試驗用氙燈燈陣設計

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)設計，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。燈箱設有氙燈調焦機構、投射方向調節裝置、散熱風(fēng)機、電子觸發(fā)器、接線(xiàn)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、照射方向的調節。

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

大面積太陽(yáng)模擬光源使用說(shuō)明書(shū)：

       1 .簡(jiǎn)介:

       本氙燈燈陣是根據衛星太陽(yáng)電池帆板光照試驗的要求設計研制的專(zhuān)用設備，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。燈箱設有氙燈調焦機構、投射方向調節裝置、散熱風(fēng)機、電子觸發(fā)器、接線(xiàn)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、照射方向的調節。

      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定度，因此每支氙燈配有一臺直流穩流電源，18臺直流電源分為3組每組6臺。電源為用開(kāi)關(guān)式穩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。每臺電源均有獨立的開(kāi)關(guān)和輸出電流調節旋鈕，可以控制每支氙燈的開(kāi)、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(kāi)關(guān)接到三相交流電源的三個(gè)相線(xiàn)與零線(xiàn)之間以保證電網(wǎng)的平衡。可移動(dòng)支架為鋁合金輕型結構，底部裝有腳輪。支架可方便地拆、裝并便于運輸。

       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)電池對氙燈光譜比對鎢燈光譜有更大的響應，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米或更遠的距離上進(jìn)行光照實(shí)驗，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、光斑大小和照射方向均可方便地進(jìn)行調節，增加了試驗工作的靈活性；

⑤ 減小了重量和體積，更便于搬運和組裝。

        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 結構組裝

        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(cháng)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，調節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，結構組裝即完成。

② 導線(xiàn)連接

       用帶插頭的雙絞線(xiàn)連接燈箱上的風(fēng)機和12V開(kāi)關(guān)電源的直流輸出端，雙絞線(xiàn)的紅線(xiàn)接正極，黑線(xiàn)接負極。

用粗軟線(xiàn)連接每一個(gè)燈箱和氙燈電源。連接時(shí)應注意：紅色為正極、黑色為負極不可接反，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(xiàn)柱應盡量擰緊，以減小接觸電阻。

將交流電源的快速接頭接到氙燈電源上，導線(xiàn)連接即完成。

       3 .燈陣的使用：

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

逐一向左旋轉光強調節旋鈕，使全部氙燈的光強最小。松開(kāi)燈箱上的元寶螺母可在俯仰和水平方向上調節照射方向，調好后擰緊元寶螺母。調節燈箱后方的調焦旋鈕可調節光斑的大小。通過(guò)調節氙燈的光斑大小和照射方向即可調整被照面的光強分布，達到一定的光照均勻性。

開(kāi)始光照試驗時(shí)將全部氙燈的光強調到最大。光照試驗結束后按每組電源每次斷開(kāi)一個(gè)開(kāi)關(guān)的方式逐一斷開(kāi)所有開(kāi)關(guān)，最后斷開(kāi)空氣開(kāi)關(guān)，拔下三相電源插頭。

        4. 注意事項：

① 燈箱在搬運、安裝過(guò)程中應避免震動(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(xiàn)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)亮氙燈則應立即斷開(kāi)開(kāi)關(guān)檢查接線(xiàn)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的紫外線(xiàn)，肉眼不能直視并應注意對人體皮膚及眼睛的灼傷。

⑥ 氙燈調到最大亮度的時(shí)間應控制在10分鐘以?xún)?，以免燈箱內溫度太高?/span>

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

⑧ 燈箱的搬運和運輸過(guò)程中應使防爆玻璃向下。