本文關(guān)鍵詞：南通市光機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《河北科技大學(xué)》 2015年

基于太陽(yáng)模擬器模型的光機(jī)電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建

竇建秦  

【摘要】：太陽(yáng)模擬技術(shù)是使用人工光源模擬太陽(yáng)光輻照特性的技術(shù),太陽(yáng)模擬器包括光學(xué)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)與控制系統(tǒng),是光、機(jī)、電一體化構(gòu)成的的綜合體,是在室內(nèi)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)不同大氣質(zhì)量條件下太陽(yáng)輻照特性的一種實(shí)驗(yàn)或者標(biāo)定設(shè)備,可以在高精度擬合太陽(yáng)光譜分布的前提下實(shí)現(xiàn)不同的太陽(yáng)輻照的強(qiáng)度,并且能夠在短時(shí)間內(nèi)模擬出不同地域、不同季節(jié)的太陽(yáng)光照特性,以滿足實(shí)驗(yàn)研究對(duì)太陽(yáng)輻照的特殊需求。所以太陽(yáng)模擬器是一個(gè)集光、機(jī)、電于一體的多系統(tǒng)復(fù)雜設(shè)備,是構(gòu)建光機(jī)電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)較好的選擇之一。光機(jī)電試驗(yàn)系統(tǒng)是在太陽(yáng)模擬器模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)建的,主要包括光學(xué)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、風(fēng)冷系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。在參考國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)之上首先對(duì)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了方案的設(shè)計(jì),建立了光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,應(yīng)用蒙特卡洛光線追跡法在Tracepro軟件中進(jìn)行了數(shù)值模擬,并研究了光源離焦量對(duì)匯聚光斑的影響、燈組軸向角度偏差對(duì)光斑影響,為機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了理論數(shù)據(jù)參考;然后依據(jù)以上模擬參數(shù)進(jìn)行了機(jī)械系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)及其機(jī)械零部件的設(shè)計(jì);在冷卻系統(tǒng)方面,根據(jù)短弧氙燈的發(fā)光性質(zhì)選擇冷卻方式,利用熱交換原理進(jìn)行風(fēng)機(jī)選型;在控制系統(tǒng)方面,利用單片機(jī)對(duì)氙燈及其機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行控制,保證了氙燈溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)和系統(tǒng)的準(zhǔn)確對(duì)焦。最后對(duì)整體實(shí)驗(yàn)、研究方案進(jìn)行了設(shè)計(jì),使整體方案既能滿足基礎(chǔ)的研究又能與實(shí)際相關(guān)。通過以上對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計(jì)與分析,實(shí)現(xiàn)了最初的設(shè)計(jì)目的,能夠?qū)ο到y(tǒng)整體三維調(diào)整的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制;系統(tǒng)通過實(shí)驗(yàn)的方式測(cè)得光斑中心溫度最高可達(dá)到680℃,總功率3kw,在直徑35mm的焦平面上可匯聚6×106w/m2的輻射能量。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK513
【目錄】：

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本文編號(hào)：159027