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    大型太陽(yáng)光模擬器

    簡(jiǎn)要描述:研究高層大氣中的空氣污染效應和光化學(xué)具有*而特殊的光譜要求??蛻?hù)的樣品室是一個(gè)裝有懸浮氣溶膠的旋轉圓柱鼓,需要均勻和準直的照明。

    • 產(chǎn)品型號:
    • 廠(chǎng)商性質(zhì):生產(chǎn)廠(chǎng)家
    • 更新時(shí)間:2024-02-20
    • 訪(fǎng)  問(wèn)  量:2930
    詳細介紹

    大型太陽(yáng)光模擬

    空氣污染研究中用于光化學(xué)的太陽(yáng)模擬器

    這個(gè)太陽(yáng)模擬器發(fā)出在高層大氣中的太陽(yáng)光譜

    Solar simulator for Photochemistry in Air pollution studies

    This solar simulator produces solar spectrum found in the upper atmosphere

    科學(xué)家與Sciencetech聯(lián)系,需要開(kāi)發(fā)定制的太陽(yáng)光模擬器,以實(shí)現政府的高度優(yōu)先研究計劃。他們對研究高層大氣中的空氣污染效應和光化學(xué)具有*而特殊的光譜要求??蛻?hù)的樣品室是一個(gè)裝有懸浮氣溶膠的旋轉圓柱鼓,需要均勻和準直的照明。但是,狹窄的實(shí)驗室空間以及連接到樣品桶的其他設備的存在對Sciencetech提出的解決方案施加了多個(gè)限制。

    客戶(hù)要求

    1)照射1280W/m2;光譜分布以匹配在高層大氣中測得的光譜。

    2)太陽(yáng)模擬器的輸出光譜規定為280nm – 750nm。

    3)照明區域覆蓋直徑80厘米的目標

    4)整個(gè)感光鼓容積的空間不均勻度為+/- 10%(ASTM E927)。

    5)高度準直的光在樣品鼓的整個(gè)深度均勻照射。

    6)分四步降低輻照度,低至總輻照度的10%

    7)客戶(hù)需要將系統安裝在較小的實(shí)驗室空間內,這增加了其他設計和工程約束。

    8)大型太陽(yáng)光模擬器照射懸浮氣溶膠

    復雜的技術(shù)要求

    ●由于嚴格的空間限制,容納對于獲得高空間均勻性和高準直性*的光機械組件在技術(shù)上具有挑戰性。

    ●要根據高空發(fā)現的太陽(yáng)光譜實(shí)現光譜匹配,需要定制設計的硬涂層干涉濾光片。

    ●要同時(shí)達到空間均勻性,大目標區域和高準直度的矛盾標準,就需要迭代的光學(xué)設計和計算機化的光線(xiàn)追蹤模擬。

    ●光學(xué)組件需要進(jìn)行耐久性測試,以查看它們是否可以長(cháng)時(shí)間承受高強度的光。

    構思和設計系統

    在初的概念設計階段,制作了幾種不同的光線(xiàn)跟蹤模型來(lái)評估*有效的光學(xué)設計。找到光學(xué)元件的正確幾何位置還需要對光學(xué)設計進(jìn)行幾處改動(dòng)。進(jìn)行了多次射線(xiàn)追蹤模擬,以評估準直度和輻照度分布。

    該系統的核心是6500 W氙氣短弧燈和深橢圓形反射鏡,可產(chǎn)生大的光功率并將其重定向到均質(zhì)系統中。使用定制的高度純化的熔融二氧化硅均質(zhì)棒來(lái)實(shí)現樣品鼓中所需的空間均勻性。均質(zhì)化的光被引導通過(guò)Koehler透鏡配置,被轉向鏡折回,然后再次被折回并被準直鏡導入樣品鼓。其中一個(gè)焦距為3 m的近乎一米直徑的準直鏡是由Sciencetech的一家鏡片供應商專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)的,并經(jīng)過(guò)Sciencetech的測試,以確認達到了目標輻照度。

    光譜濾光片

    定制了特殊的光譜濾光片,可根據客戶(hù)要求模擬太陽(yáng)光譜。Sciencetech的液體過(guò)濾器中的水吸收了數百瓦的不想要的紅外波長(cháng),并且使用循環(huán)冷卻系統消散了熱能。

    太陽(yáng)模擬器系統的光學(xué)組件布局

    為太陽(yáng)模擬器的光學(xué)設計執行的光線(xiàn)追蹤路徑模型

    在項目的設計評估階段,Sciencetech工程團隊進(jìn)行了基準測試,以將理論計算與實(shí)際光源效率進(jìn)行比較。

    進(jìn)行了廣泛的計算,以使用目標平面上預期的光功率對太陽(yáng)模擬器的終光譜輪廓進(jìn)行建模?;鶞蕼y試還有助于選擇光學(xué)裝置所需的合適涂層和材料,例如透鏡,鏡子和均質(zhì)光導管。

    該項目中使用的材料要求能夠承受高光功率密度,并具有明顯的紫外線(xiàn)發(fā)射能力。因此,確定所用材料的耐久性和性能是項目評估的重要方面。

    系統內部組件的完整3D圖和概念性光路

    穿過(guò)均質(zhì)光學(xué)組件的光

    測試與安裝

    在太陽(yáng)模擬器系統的生產(chǎn)階段,開(kāi)發(fā)了一個(gè)特殊的3軸電動(dòng)測量階段,以測量整個(gè)目標體積的輻照度分布和空間均勻性。Sciencetech的校準光譜儀測量了紫外線(xiàn)和可見(jiàn)光波長(cháng)的特定波段,以確保符合客戶(hù)的光譜要求。

    輸出光學(xué)特性的終測試滿(mǎn)足了客戶(hù)要求的所有標準。該系統能夠在280nm-700nm范圍內達到所需光譜輪廓的近乎的光譜匹配。

    客戶(hù)前往Sciencetech進(jìn)行了現場(chǎng)驗收測試,并簽署了所有要求均已滿(mǎn)足的要求。將系統仔細包裝到板條箱中,然后運送到客戶(hù)的工廠(chǎng),然后科學(xué)技術(shù)工程團隊重新組裝,安裝和測試系統??蛻?hù)要求Sciencetech工程團隊進(jìn)行后續訪(fǎng)問(wèn),以幫助將系統從進(jìn)行初步研究的位置移至終安裝位置。

    Sciencetech工程師組裝并執行終太陽(yáng)模擬器系統的質(zhì)量控制測試

     

     


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