的信号，通过改变电源的供电电压对矩形灯阵的光照能量密度进行修正。
[0044]计算机用于设置每次实验所需的光照能量密度日时间变化曲线，并将任务指令下发给PLC控制器，由PLC控制器控制配电柜中的中间继电器和交流接触器闭合，完成对灯组的供电。
[0045]在工作的过程中，PLC控制器按照计算机的指令输出0-10V的模拟信号，通过供电电压控制灯组的照射能量密度，安装在车体表面的光照能量密度传感器将测试到的光照能量密度以4-20mA的模拟量信号上传给PLC，对光照能量密度进行修正，实现闭环调整。
[0046]实施例3
[0047]在实施例1的基础上，为满足不同高度车辆的太阳辐照实验需求，灯阵设计为可整体升降，所述的矩阵式灯阵悬挂在实验车顶的上方，且通过矩阵式灯阵顶部连接的升降机构调整矩阵式灯阵与实验车顶的距离。在工作的过程中，根据不同高度的车辆，通过升降机构来对矩阵式灯阵的高度进行调节。
[0048]实施例4
[0049]在实施例1的基础上，如图2、3、4所示的述的矩阵式灯阵是由灯架101、矩阵排布在灯架101上的氙灯102组成，所述的升降机构与灯架101连接；
[0050]所述的灯架1I是由水平架1011和设在水平架两侧的倾斜架1012构成，所述水平架1011上的氙灯102是按照7 X 10进行矩阵排布，所述的倾斜架1012上的氙灯102是按照2 X10进行矩阵排布；
[0051]所述的每盏氣灯102上设有反光罩104，该反光罩104外设有贯流式散热风扇103;
[0052]所述的氙灯102为1500W的长弧氙灯，所述控制计算机控制矩阵式灯阵的光源在照射能量密度在200?1500W/m2范围内连续可调。
[0053]为了更好的模拟自然光照，本系统设计采用长弧氙灯组成矩阵式灯阵。氙灯102以惰性气体氙气作为放电介质，在高电压下激发发光，在现有人工光源中，氙灯102的光谱为连续光谱，与太阳光谱最为接近，匹配度达到B级(0.6?1.4)，且性能稳定可靠。
[0054]为满足全国不同地域、不同季节的太阳光照能量密度，本系统采用每只功率1500W的长弧氙灯，通过控制计算机控制矩阵式光源的照射能量密度在200?1500W/m2范围内可按设定的工作曲线自动变化，且保持光谱和色温基本不变。长弧氙灯光不稳定度< ±3%，灯阵的光照均匀度< 10%ο
[0055]每只氙灯配备一个触发器和一个高压电源，触发电压20kV，供电电压AC380V。为了避免触发器之间以及其他设备的电磁干扰，每个触发器加装电磁屏蔽保护壳。高压电源模块输出功率5kW，电流纹波系数< 1%，恒流精度< 1%，恒功精度< 3%。
[0056]每只长弧氙灯背面安装高反光率反光罩104，成光学弧型角度，可将光源反射成平行光发出，反射率大于90%。反光罩104外侧安装一个贯流式散热风扇103，避免温度过高烧坏灯管。
[0057]为实现对车体表面的全覆盖辐照模拟，设计将110个氙灯排布成矩阵式灯阵，照射范围包括车体顶部和两侧，其中顶辐照面为7X10灯阵，两侧面分别为2X10灯阵，顶部灯阵有效辐照面积8mX3.lm，单侧面灯阵有效辐照面积8mX 1.5m;使用时，通过调整每盏灯背面的反光罩保证辐照面的整体光不均匀度S 10%。
[0058]在工作的过程中，光照能量密度传感器采集实验车体表面的灯架101上氙灯102的光照能量密度，把所检测到的模拟信号传送给PLC控制器，PLC控制器根据接受到的光照能量密度是否符合实现的要求，若不满足其要求，PLC控制器通过控制电源来控制光照能量密度，对其光照能量密度进行补正，直到达到实验要求为止。
[0059]实施例5
[0060]在实施例3的基础上，如图6所示的矩阵式灯阵的控制区分布可以看出，所述的倾斜架1012上的氙灯102通过两组控制区进行控制，每组控制区按照2 X 5矩阵控制倾斜架上的氙灯102。
[0061]所述水平架1011上的氙灯102通过3组控制区进行控制，该3组控制区从前往后分别按照7 X 4、7 X 3、7X4的矩阵排布控制水平架1011上的氙灯102;主要的目的在于为满足不同长度车辆的实验需求。
[0062]实施例6
[0063]在实施例3的基础上，如图5所示的升降机构至少包括一固定平台201，所述的固定平台201与灯架101采用了双级双剪臂式升降机构202连接，所述的固定平台201上端设有与实验室顶部连接的连接杆203。
[0064]所述的双级双剪臂式升降机构202通过两个电动式螺旋升降丝杆减速机对灯架101的上升和下降进行控制。
[0065]为满足不同高度车辆的太阳辐照实验需求，灯阵设计为可整体升降。采用了双级双剪臂式升降结构，通过两个电动式螺旋升降丝杆减速装置，实现灯架的上升和下降。该升降机构上部通过固定平台201和连接杆203固定在顶梁上，下部与灯架通过四个销轴相连，两个电机分别带动螺旋升降丝杆减速装置同步运动，一方面达到了长距离的升降，另一方面具有了一定的抗摆动能力。升降机构采用电机为带电磁制动的变频电机，通过变频器控制电机的起动和停止速率，以减小惯性冲击力。到达位置后通过电磁制动器制动电机，保持灯架位置，本实施例中的双级双剪臂式升降机构为双级双剪臂式升降机。
[0066]以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种大型矩阵式太阳模拟器，其特征在于，包括一PLC控制器、中间继电器、交流接触器、空开开关、热继电器、电源、设在实验车顶的矩阵式灯阵和设在实验车体表面的光照能量密度传感器； 所述的交流接触器的输入端分别与空开开关和中间继电器的输出端连接，所述的交流接触器的输出端通过热继电器与矩形灯阵电连接，所述的空开开关的输入端与电源电连接，所述的中间继电器的输入端与PLC控制器的输出端连接，所述的PLC的输入端与光照能量密度传感器电连接。2.根据权利要求1所述的一种大型矩阵式太阳模拟器，其特征在于，所述的PLC控制器电连接有一为PLC控制器设定指令的计算机。3.根据权利要求1所述的一种大型矩阵式太阳模拟器，其特征在于，所述的矩阵式灯阵悬挂在实验车顶的上方，且通过矩阵式灯阵顶部连接的升降机构调整矩阵式灯阵与实验车顶的距离。4.根据权利要求3所述的一种大型矩阵式太阳模拟器，其特征在于，所述的矩阵式灯阵是由灯架(1I )、矩阵排布在灯架(1I)上的氙灯(102 )组成，所述的升降机构与灯架(1I)连接。5.根据权利要求4所述的一种大型矩阵式太阳模拟器，其特征在于，所述的灯架(101)是由水平架(1011)和设在水平架两侧的倾斜架(1012 )构成，所述水平架(1011)上的氙灯(102)是按照7 X 10进行矩阵排布，所述的倾斜架(1012)上的氙灯(102)是按照2 X 10进行矩阵排布。6.根据权利要求4所述的一种大型矩阵式太阳模拟器，其特征在于，所述的每盏氙灯(102)上设有反光罩(104)，该反光罩(104)外设有贯流式散热风扇(103)。7.根据权利要求4所述的一种大型矩阵式太阳模拟器，其特征在于，所述的升降机构至少包括一固定平台(201)，所述的固定平台(201)与灯架(101)采用了双级双剪臂式升降机构(202)连接，所述的固定平台(201)上端设有与实验室顶部连接的连接杆(203)。8.根据权利要求7所述的一种大型矩阵式太阳模拟器，其特征在于，所述的双级双剪臂式升降机构(202)通过两个电动式螺旋升降丝杆和减速机对灯架(101)的上升和下降进行控制。9.根据权利要求5所述的一种大型矩阵式太阳模拟器，其特征在于，所述的倾斜架(1012)上的氙灯(102)通过两组控制区进行控制，每组控制区按照2 X 5矩阵进行控制(102)； 所述水平架(1011)上的氙灯(102 )通过3组控制区进行控制，该3组控制区从前往后分别按照7 X 4、7 X 3、7 X 4的矩阵排布控制水平架(1011)上的氙灯(102)。10.根据权利要求4所述的一种大型矩阵式太阳模拟器，其特征在于，所述的氙灯(102)为1500W的长弧氙灯，所述控制计算机控制矩阵式灯阵的光源在照射能量密度在200?1500W/m2范围内连续可调。
【专利摘要】本实用新型涉及一种大型矩阵式太阳模拟器，包括一PLC控制器、中间继电器、交流接触器、空开开关、热继电器、电源、设在实验车顶的矩阵式灯阵和设在实验车体表面的光照能量密度传感器；所述的交流接触器的输入端分别与空开开关和中间继电器的输出端连接，所述的交流接触器的输出端通过热继电器与矩形灯阵电连接，所述的空开开关的输入端与电源电连接，所述的中间继电器的输入端与PLC控制器的输出端连接，所述的PLC的输入端分别与计算机和光照能量密度传感器电连接；提高模拟器的光谱匹配度、扩展光照能量密度范围，同时以简单易操作的方式满足大、中、小型车辆实验需求。
【IPC分类】F21V21/14, F21V23/00, F21S8/06
【公开号】CN205174162
【申请号】CN201520936950
【发明人】王学友, 武海明, 夏宝清, 张伟, 柴渭莉
【申请人】兵器工业卫生研究所
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月23日