一种太阳模拟器的支撑调节装置的制作方法

本实用新型涉及太阳模拟器的技术领域，尤其涉及一种太阳模拟器的支撑调节装置。

背景技术：

太阳模拟器主要用人工光源(氙灯、卤素灯、汞灯等)发出的光线来模拟实际的太阳光线，以实现全天候、连续、稳定的太阳辐射输出，是太阳能热发电、热化学反应、高温材料性能研究及航空航天领域重要的实验模拟手段和设备。

目前常用的太阳模拟器主要包括光源、光路调节系统、控制系统和冷却系统等部分组成。位于抛物面型或椭球面型反光镜焦点处的光源发出的光线被反光镜经一次或多次反射后汇聚至目标区域。为实现大功率和高聚光比的性能，一般将多个由光源、光路调节系统、控制系统和冷却系统组成的反射单元通过支撑调节装置将其排列组合起来，从而提高到达目标区域的辐射能流密度值。

现有专利和文献中，现有的太阳模拟器的支撑调节装置如下：

专利CN201795395U中公开的太阳能模拟器装置，圆柱形灯桶固装在方框形支架上，并通过滑动导轨与支架动连接，使灯桶可以上下前后调节角度。

专利CN102748724A中公开的太阳能模拟器的支撑调整装置，该装置通过自调整夹紧单元在椭球面反射镜的圆周均匀分布，氙灯固定调整装置利用三个滑块来实现横向、纵向与高度方向的三位调整，桁架的角度调整座上利用调整螺杆调整各个反射单元的角度。

专利CN106764710A中公开的一种新型聚焦型太阳模拟器的支撑调整装置，该装置利用弧形侧肋板和千斤顶来调整太阳模拟器的聚焦方向及仰角，通过调整氙灯电极铜柱的高低和左右位置，调节氙灯中心轴的位置和倾斜。并有切斜面的支撑架，使聚光单元形成一定的角度。

对于大功率、高聚光比的太阳模拟器的支撑装置，专利CN201795395U、专利CN102748724A和专利CN106764710A中所指出的做法，反射单元组整体要么水平照射，要么垂直向下照射，调节的灵活性远远满足不了实际需求。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种太阳模拟器的支撑调节装置。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种太阳模拟器的支撑调节装置，其中，包括：

组合结构单元支架，所述组合结构单元支架上设有竖直方向的滑动导轨；

旋转支架，所述旋转支架上设有组合结构单元固定件，所述组合结构单元固定件与所述滑动导轨相匹配；

光源单元旋转支架和光源单元固定支架，所述旋转支架上设有若干所述光源单元旋转支架，每一所述光源单元旋转支架上均设有一所述光源单元固定支架；

光源单元，每一所述光源单元固定支架上均设有一所述光源单元，所述光源单元通过光源单元固定件与所述光源单元固定支架相连接。

上述的太阳模拟器的支撑调节装置，其中，每一所述光源单元均包括：

灯筒，所述灯筒的一端设有灯罩，所述灯筒设有聚光镜；

光源，所述光源设于所述灯筒内，所述聚光镜围绕所述光源设置；

电源，所述电源与所述光源电连接。

上述的太阳模拟器的支撑调节装置，其中，所述光源单元的后端与冷却风机连接孔相连接。

上述的太阳模拟器的支撑调节装置，其中，所述光源单元的后端与功率调节装置相连接。

上述的太阳模拟器的支撑调节装置，其中，所述旋转支架为方框形支架。

上述的太阳模拟器的支撑调节装置，其中，所述聚光镜为硼硅酸盐耐热玻璃材质，所述聚光镜的表面镀有用于反射光线的银膜。

上述的太阳模拟器的支撑调节装置，其中，所述光源为高压球形短弧氙灯。

上述的太阳模拟器的支撑调节装置，其中，所述组合结构单元支架的下端设有脚轮。

本实用新型由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：

(1)本实用新型可实现水平方向与垂直方向之间任意角度的照射需求，提高太阳模拟器的灵活性。

(2)本实用新型的光路调节简单、方便、聚光效果好。

(3)本实用新型通过改变光源单元的功率和光源单元的个数控制整套装置中输出的热流密度，可模拟出不同地区不同聚集面积下实际的太阳热流密度，实现蝶式/斯特林太阳热发电、太阳热化学反应等需要热源加热实验的多地域多时节性研究，减小实验研究对天气情况及实验时间和地点的依赖性。

附图说明

图1是本实用新型的太阳模拟器的支撑调节装置的光源单元的结构剖视图。

图2是本实用新型的太阳模拟器的支撑调节装置的聚光镜原理图。

图3是本实用新型的太阳模拟器的支撑调节装置的若干光源单元组合结构图。

图4是本实用新型的太阳模拟器的支撑调节装置的若干光源单元整体装配结构图。

图5是本实用新型的太阳模拟器的支撑调节装置的试验件在A处时的组合结构位置侧视图。

图6是本实用新型的太阳模拟器的支撑调节装置的试验件在B处时的组合结构位置主视图。

图7是本实用新型的太阳模拟器的支撑调节装置的试验件在C处时的组合结构位置侧视图。

附图中：1、组合结构单元支架；11、滑动导轨；12、脚轮；2、旋转支架；21、组合结构单元固定螺栓；3、光源单元旋转支架；4、光源单元固定支架；41、光源单元固定螺栓；5、光源单元；51、灯筒；52、灯罩；53、聚光镜；54、氙灯；55、稳压直流电源；6、试验件；7、冷却风机连接孔；f1、第一焦点；f2、第二焦点；A、焦点位置；B、焦点位置；C、焦点位置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

图1是本实用新型的太阳模拟器的支撑调节装置的光源单元的结构剖视图，图2是本实用新型的太阳模拟器的支撑调节装置的聚光镜原理图，图3是本实用新型的太阳模拟器的支撑调节装置的若干光源单元组合结构图，图4是本实用新型的太阳模拟器的支撑调节装置的若干光源单元整体装配结构图，图5是本实用新型的太阳模拟器的支撑调节装置的试验件在A处时的组合结构位置侧视图，图6是本实用新型的太阳模拟器的支撑调节装置的试验件在B处时的组合结构位置主视图，图7是本实用新型的太阳模拟器的支撑调节装置的试验件在C处时的组合结构位置侧视图，请参见图1至图7所示，示出了第一种较佳实施例的太阳模拟器的支撑调节装置，包括：组合结构单元支架1，组合结构单元支架1上设有竖直方向的滑动导轨11。

此外，作为一种较佳的实施例，太阳模拟器的支撑调节装置还包括：旋转支架2，旋转支架2上设有组合单元固定件，优选的，组合单元固定件为组合结构单元固定螺栓21，组合结构单元固定螺栓21与滑动导轨11相匹配。通过结构单元固定螺栓21与滑动导轨11的配合实现旋转支架2在竖直方向上的位置调整，同时通过结构单元固定螺栓21使旋转单元2能够相对于组合结构单元支架1旋转，从而调整旋转单元2的角度。

另外，作为一种较佳的实施例，太阳模拟器的支撑调节装置还包括：光源单元旋转支架3和光源单元固定支架4，旋转支架2上设有若干光源单元旋转支架3，每一光源单元旋转支架3上均设有一光源单元固定支架4。

还有，作为一种较佳的实施例，太阳模拟器的支撑调节装置还包括：光源单元5，每一光源单元固定支架4上均设有一光源单元5，光源单元5通过光源单元固定件与光源单元固定支架4相连接，优选的，光源单元固定件为光源单元固定螺栓41。光源单元固定支架4用于固定光源单元5，光源单元旋转支架3用于调整光源单元5的角度，从而使若干光源单元5的第二焦点f2能够会聚于一点，保证了聚光后光谱不改变且能量汇聚比高。

另一方面，作为一种较佳的实施例，请参考图3、图4所示，若干光源单元5在旋转支架2上的具体数量、具体位置以及具体分布方法可以根据实际需要确定。

进一步，作为一种较佳的实施例，每一光源单元5均包括：灯筒51，灯筒51的一端设有灯罩52，灯筒51的中部设有椭球型的聚光镜53。

更进一步，作为一种较佳的实施例，每一光源单元5均包括：光源，光源优选为氙灯54，氙灯54设于灯筒51内，聚光镜53围绕氙灯54设置。

再进一步，作为一种较佳的实施例，每一光源单元5均包括：电源，电源优选为稳压直流电源55，稳压直流电源55与氙灯54电连接。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围。

本实用新型在上述基础上还具有如下实施方式：

本实用新型的进一步实施例中，请继续参见图1至图4所示，光源单元5的后端与冷却风机连接孔7相连接。

本实用新型的进一步实施例中，光源单元5的后端与功率调节装置(图中未示出)相连接，可实现不同工况下的功率调节。进而，通过调整光源单元5的分布位置、光源单元5的数量以及光源单元5的功率，调整输出的热流密度，可模拟出不同地区不同聚集面积下实际的太阳热流密度。

本实用新型的进一步实施例中，旋转支架2为方框形支架。

本实用新型的进一步实施例中，聚光镜53为硼硅酸盐耐热玻璃材质，聚光镜53的表面镀有用于反射光线的银膜。

本实用新型的进一步实施例中，氙灯54为高压球形短弧氙灯，其发光光谱与太阳光线接近。

本实用新型的进一步实施例中，组合结构单元支架1的下端设有脚轮12，脚轮12优选地通过螺栓固定在组合结构单元支架1上，可实现整个装置的任意位置的移动。

本实用新型的进一步实施例中，组合结构单元支架1和旋转支架2均优选采用铝合金材料制作。

本实用新型的进一步实施例中，氙灯54设置在聚光镜53的第一焦点f1处，试验件6设置在聚光镜53的第二焦点f2处。

本实用新型的进一步实施例中，请参见图5至图7所示，焦点位置A位于旋转支架2的正前方，焦点位置B位于旋转支架2的正下方，焦点位置C位于旋转支架2的斜前方。将试验件6分别置于焦点位置A、焦点位置B和焦点位置C处，通过调整旋转支架2的角度、旋转支架2的竖直方向上的位置、以及每一光源单元旋转支架3上的光源单元5的角度，能够使得每一光源单元5的第二焦点f2均会聚于试验件6处。因此，本实用新型可实现水平方向与垂直方向之间任意角度的照射需求，提高太阳模拟器的灵活性。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。