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什么是全光譜太陽光模擬

日(ri)期:2021-05-06 10:22 瀏覽:5666

全光(guang)(guang)譜太(tai)陽(yang)模擬(ni)系統作為實驗光(guang)(guang)源時,在某中程度上說,可以(yi)等(deng)同于太(tai)陽(yang)光(guang)(guang)源,可以(yi)模擬(ni)太(tai)陽(yang)光(guang)(guang)照(zhao)射。

由(you)于模(mo)(mo)(mo)(mo)擬(ni)器本身體積緊湊科(ke)學,測(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)過(guo)程不受環境(jing)(jing)、氣(qi)候(hou)、時間等因素(su)影響,從而避免了室外(wai)測(ce)量的各種因素(su)限制,有利于結果的重現(xian)(xian),所以現(xian)(xian)在國(guo)內(nei)外(wai)廣(guang)泛用室內(nei)模(mo)(mo)(mo)(mo)擬(ni)測(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)來代替室外(wai)測(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)。太陽(yang)(yang)(yang)光(guang)模(mo)(mo)(mo)(mo)擬(ni)器廣(guang)泛應用于材料(liao)老化性能測(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi),汽車內(nei)外(wai)飾老化測(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi),整車熱管理陽(yang)(yang)(yang)光(guang)模(mo)(mo)(mo)(mo)擬(ni)測(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi),汽車排放陽(yang)(yang)(yang)光(guang)模(mo)(mo)(mo)(mo)擬(ni)測(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi),環境(jing)(jing)風度陽(yang)(yang)(yang)光(guang)模(mo)(mo)(mo)(mo)擬(ni)測(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi),軌道交通陽(yang)(yang)(yang)光(guang)模(mo)(mo)(mo)(mo)擬(ni)測(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi),航空(kong)航天陽(yang)(yang)(yang)光(guang)模(mo)(mo)(mo)(mo)擬(ni)測(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi),太陽(yang)(yang)(yang)能電(dian)池(chi)特性測(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi),特殊照明,光(guang)電(dian)材料(liao)特性測(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi),環境(jing)(jing)研究等。

作為衡量產品的技術指標,光(guang)源與真實陽光(guang)的一(yi)致(zhi)性(xing)(xing)(xing)從光(guang)譜分布、積分強(qiang)度(du)均勻性(xing)(xing)(xing),和光(guang)輻(fu)射(she)狀態(tai)的穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)三個方(fang)面考量。

1、光譜(pu)分布

標準光(guang)譜(pu)(pu)(pu)定(ding)義:光(guang)對材料穿透和(he)反射后的(de)(de)(de)光(guang)譜(pu)(pu)(pu)和(he)強(qiang)度(du)(du)(du)均(jun)會(hui)發生(sheng)變化,太(tai)陽(yang)輻射到達地(di)(di)球(qiu)(qiu)外層(ceng)空間(jian)后,光(guang)輻射強(qiang)度(du)(du)(du)和(he)光(guang)譜(pu)(pu)(pu)分(fen)布(bu)相關于太(tai)陽(yang)輻射角度(du)(du)(du)和(he)測(ce)量高度(du)(du)(du),比如地(di)(di)球(qiu)(qiu)外空間(jian)、地(di)(di)球(qiu)(qiu)大氣層(ceng)和(he)地(di)(di)球(qiu)(qiu)海平面的(de)(de)(de)光(guang)輻射譜(pu)(pu)(pu)線(xian)分(fen)布(bu)和(he)譜(pu)(pu)(pu)線(xian)積分(fen)獲得的(de)(de)(de)輻照強(qiang)度(du)(du)(du)截(jie)然不同。所以,在(zai) ASTM G173-03 和(he) IEC 60904-3 中具體規范了(le)一種全(quan)球(qiu)(qiu)通用的(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)入射角度(du)(du)(du)和(he)測(ce)量海平面高度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)標準定(ding)義 AM1.5。依據穩(wen)態陽(yang)光(guang)模擬光(guang)源在(zai)幾個(ge)光(guang)譜(pu)(pu)(pu)段與真實陽(yang)光(guang)的(de)(de)(de)差異(yi)劃分等級(ji)(ji),±25%內 A 級(ji)(ji);±40%內 B 級(ji)(ji);-60%~100%C 級(ji)(ji)。

全光譜.jpg


2、均勻度

陽光(guang)模擬光(guang)源發出的射線(xian)也(ye)需要均(jun)(jun)勻,以能(neng)夠很(hen)好的模擬真實陽光(guang),它的均(jun)(jun)勻度(du)通過測量按(an)一定規則選取的一系列點上的光(guang)強評判,將輻射目標區域(yu)等分成 64 份或 400mm2的(de)較小(xiao)等份,在每等份中央的(de)點測(ce)量光強(qiang)值,依(yi)據這些(xie)點中最大(da)值與最小(xiao)值的(de)差與和(he)的(de)商的(de)百(bai)分(fen)數劃分(fen)等級(ji):2%以內 A 級(ji);5%以內 B 級(ji),10%以內 C 級(ji);

3、穩定度

通過測量穩(wen)態太陽(yang)光(guang)模擬(ni)器(qi)在一段時間內光(guang)強,依據最大值(zhi)與(yu)最小值(zhi)的(de)(de)差與(yu)和的(de)(de)商的(de)(de)百(bai)分數劃(hua)分:2%以(yi)內 A 級(ji);5%以(yi)內 B 級(ji),10%以(yi)內 C 級(ji)。太陽(yang)光(guang)模擬(ni)測試(shi)必須遵從相關的(de)(de)國際(ji)準則,例如 ICE20、DIN75220、IEC61215、IEC61646 等。

全(quan)光譜太陽(yang)光模擬(ni)技(ji)術的發展

1976 年(nian),歐(ou)洲(zhou)開始進(jin)行(xing)太(tai)陽光的研發與相關產品的生產,在大面積全光譜(pu)陽光模擬方面技術方面,即(ji)更接近于太(tai)陽光真實光譜(pu)、均勻度和(he)穩定度。

全光譜陽光模擬3D效果圖.jpg

在制燈技術方面,上一代產品均使用氙燈和熒光燈管,這樣產品結構比較復雜,容易發生光譜漂移,光強弱,衰減快等原因嚴重影響了產品的使用,隨著金屬鹵素燈技術的成功,全光譜模擬器技術得到了全面的提升,金屬鹵素燈紫外和可見光范圍(295~780nm)的輻射效率接近 44%,紅外波段的輻射小,散熱要求較低,光譜范圍較寬,更接近于真實太陽光,明顯優于氙氣燈,同時穩定性好,使用壽命內光衰小,試驗結果再現性強,可以進行標準定量測試,是非常理想的光源。

在國(guo)內(nei)全光(guang)(guang)(guang)譜太陽光(guang)(guang)(guang)模擬器方面(mian),在小(xiao)面(mian)積(ji)材料老(lao)化(hua)方面(mian)國(guo)內(nei)多(duo)使用(yong)氙燈(deng)技術模擬太陽光(guang)(guang)(guang),但是熱負(fu)荷(he)較(jiao)大(da),結(jie)構復雜,屬(shu)于上一代技術;在汽車(che)領(ling)域,較(jiao)大(da)面(mian)積(ji)產品老(lao)化(hua)例如:汽車(che)零(ling)部件級、總成級、系統級及整車(che)級多(duo)使用(yong)金屬(shu)鹵素燈(deng)為光(guang)(guang)(guang)源的全光(guang)(guang)(guang)譜陽光(guang)(guang)(guang)模擬老(lao)化(hua)系統。

全光譜陽光模擬輻射.jpg

LONGPRO朗普科技陽光模擬系統(tong)

陽光模擬系統主要由燈箱組、機械支架、EPS電源和控制器等組成。光源采用通常采用鹵素中長波紅外線加熱燈,原因是目前鹵素紅外線加熱燈是最好的能用于模擬太陽光的光源,陽光模擬加熱系統的原理是在汞和稀有金屬的鹵化物混合蒸氣中產生電弧放電發光,其發出的是全光譜光,與自然光的光譜成分接近。

單燈功率通常為4kW,在目標照射區域的輻射強度300W/m2到1200 W/m2可以無級調節,輻射均勻性在5~10%以內,最高的輻射強度可以模擬全球最極端的陽光條件,比如在重慶炎熱的夏天,陽光輻射強度一般也不超過1200 W/m2