本發(fā)明涉及光伏和光熱產(chǎn)品測試領(lǐng)域，特別是涉及基于人工光源的光伏產(chǎn)品測試領(lǐng)域的一種高精度定軸距可旋轉(zhuǎn)的人工光源測試平臺。

背景技術(shù)：

光伏產(chǎn)品測試對于研究光伏產(chǎn)品有著重要的意義，其中尤其太陽能電池板、太陽能熱水器的光熱特性研究需要做大量的設(shè)計，其中人工光源在光伏產(chǎn)品測試領(lǐng)域也有著重要的意義。在測試光伏產(chǎn)品過程中，對于光伏產(chǎn)品和人工光源的距離和傾角有著嚴(yán)格的要求，眾所周知輻射傳熱與距離直接相關(guān)，而傾角改變導(dǎo)致距離的改變，包括一方面軸心距改變，另一方面試件偏離光源照射的中心區(qū)域。因此角度旋轉(zhuǎn)引起的距離變化會直接影響到測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此在改變?nèi)斯す庠凑丈湓谠嚰系膬A角以模擬太陽照射在光伏產(chǎn)品的不同傾角時，我們希望人工光源與試件之間的距離不變。然而現(xiàn)有產(chǎn)品中，對于不同傾角和距離的測試調(diào)節(jié)非常不便，這樣無疑是加重了測試人員的負擔(dān)，特別是頻繁、長時間的在人工光源的強照射環(huán)境下工作，對于身體來說，有著很強的負擔(dān)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決以上問題，本發(fā)明提供一種高精度定軸距可旋轉(zhuǎn)的人工光源測試平臺，本平臺結(jié)構(gòu)以利于在測試光伏電池板的時候人工光源固定不動，只需改變被測試件的角度即可，測試期間試件和人工光源的軸距是確定的，在測試太陽能熱水器這種不可旋轉(zhuǎn)試件的時候由人工光源改變其角度，測試期間確定好試件與人工光源的距離，人工光源繞軸旋轉(zhuǎn)，軸距依然不會被改變。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種高精度定軸距可旋轉(zhuǎn)的人工光源測試平臺，包括試件搭載臺、人工光源組件和控制柜三部分。

本發(fā)明的效果是：

(1)本發(fā)明提供一種定軸距的功能，在測試的過程中不用頻繁調(diào)節(jié)人工光源與試件之間距離，減輕試驗人員負擔(dān)，提高試驗精度，基本消除人為調(diào)節(jié)的誤差，實驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率可以提高10％～30％。

(2)本發(fā)明實現(xiàn)了自動控制和調(diào)節(jié)，所有控制和調(diào)節(jié)均為高精度電控，既能精確控制平臺軸距和傾角，又能進行遠程操控，避免實驗人員長時間暴露在強光之下，同時可以避免人工調(diào)節(jié)導(dǎo)致的誤差。

(3)本試驗裝置提供兩種實施方案，在測試光伏電池板的時候人工光源固定不動，只需改變被測試件的角度即可，期間試件和人工光源的軸距是確定的；在測試太陽能熱水器這種不可旋轉(zhuǎn)的試件的時候由人工光源改變其角度，期間確定好試件與人工光源的距離，人工光源繞軸旋轉(zhuǎn)，軸距同樣不會改變。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的高精度定軸距可旋轉(zhuǎn)的人工光源測試平臺結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明的高精度定軸距可旋轉(zhuǎn)的人工光源測試平臺人工光源結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明的高精度定軸距可旋轉(zhuǎn)的人工光源測試平臺人工光源角度調(diào)節(jié)示意圖；

圖4為本發(fā)明的高精度定軸距可旋轉(zhuǎn)的人工光源測試平臺試件搭載平臺結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明的高精度定軸距可旋轉(zhuǎn)的人工光源測試平臺人工光源傾角調(diào)節(jié)電機局部剖面圖；

圖6為本發(fā)明的高精度定軸距可旋轉(zhuǎn)的人工光源測試平臺人工光源剖面圖；

圖7為本發(fā)明的高精度定軸距可旋轉(zhuǎn)的人工光源測試平臺人工光源傾角調(diào)節(jié)流程圖。

圖中：

1.試件搭載臺2.人工光源組件3.拉升電機4.人工光源試件角度調(diào)節(jié)電機

5.角度電機鋼纜滑輪6.拉升電機鋼纜7.拉升電機鋼纜滑輪

8.均光網(wǎng)9.人工光源支架10.人工光源11.滑槽12.滑塊13.散熱風(fēng)扇14.反光罩15.氙燈16.試件搭載臺固定插孔

17.角度電機鋼纜18拉力傳感器19.試件20.試件卡扣

21.定距軸22.調(diào)節(jié)槽口23-1.紅外測距傳感器1

23-2.紅外測距傳感器223-3.紅外測距傳感器323-4.紅外測距傳感器4

24.手?jǐn)Q固定螺母25.試件角度調(diào)節(jié)電機26.控制柜

27試件搭載板28人工光源傾角調(diào)節(jié)電機

具體實施方式

結(jié)合附圖對本發(fā)明的高精度定軸距可旋轉(zhuǎn)的人工光源測試平臺結(jié)構(gòu)加以說明。

本發(fā)明的高精度定軸距可旋轉(zhuǎn)的人工光源測試平臺結(jié)構(gòu)是，本平臺包括試件搭載臺1、人工光源組件2和控制柜26三部分。其中試件搭載平臺1包括試件19、試件卡扣20、定距軸21、調(diào)節(jié)槽口22、紅外測距傳感器123-1、紅外測距傳感器223-2、紅外測距傳感器323-3、紅外測距傳感器423-4、手?jǐn)Q固定螺母24、試件角度調(diào)節(jié)電機25、試件搭載板27；其中人工光源組件2包括拉升電機3、人工光源試件角度調(diào)節(jié)電機4、角度電機鋼纜滑輪5、拉升電機鋼纜6、拉升電機鋼纜滑輪7、均光網(wǎng)8、人工光源支架9、人工光源10、滑槽11、滑塊12、散熱風(fēng)扇13、反光罩14、氙燈15、試件搭載臺固定插孔16、角度電機鋼纜17、拉力傳感器18。

所述平臺所有的紅外測距傳感器123-1、紅外測距傳感器223-2、紅外測距傳感器323-3、紅外測距傳感器423-4、試件角度調(diào)節(jié)電機25、拉升電機3、散熱風(fēng)扇13、氙燈15、角度電機鋼纜17、拉力傳感器18均與控制柜通過導(dǎo)線電連接。

如圖1所示，拉升電機3螺栓連接于人工光源支架9的頂部中央，人工光源試件角度調(diào)節(jié)電機4螺栓連接于人工光源支架9的頂部中央，方向與拉升電機3垂直，拉升電機3用于拉升人工光源10，人工光源試件角度調(diào)節(jié)電機4用于拉上人工光源10下部，從而改變?nèi)斯す庠?0傾角。其中拉升電機3、人工光源試件角度調(diào)節(jié)電機4配有數(shù)字編碼器，可以精確控制電機轉(zhuǎn)動角度。

如圖2、圖3、圖5、圖7所示，所述平臺人工光源支架9內(nèi)側(cè)有兩條滑槽11，其中滑塊12鑲嵌于滑槽11中，沿著滑到11上下滑動；其中人工光源傾角調(diào)節(jié)電機28鑲嵌于人工光源10的兩側(cè)突出部，人工光源傾角調(diào)節(jié)電機28的軸插接于滑塊12中，人工光源10的傾角調(diào)節(jié)可以先行按設(shè)定角度用人工光源10試件角度調(diào)節(jié)電機4粗略調(diào)節(jié)，人工光源10試件角度調(diào)節(jié)電機4所轉(zhuǎn)角度與設(shè)定角度差值在5度以內(nèi)時，人工光源傾角調(diào)節(jié)電機28進行微調(diào)，所調(diào)角度為設(shè)定角度差值在0.5度范圍之內(nèi)，停止調(diào)節(jié)，期間需判斷拉力傳感器18是否達到壓力閾值，若在壓力閾值范圍之外，人工光源10試件角度調(diào)節(jié)電機4會繼續(xù)轉(zhuǎn)動，使角度電機鋼纜17始終緊緊拉住人工光源10，使得角度電機鋼纜17與拉升電機鋼纜6作為人工光源10的主要承力。其中人工光源10下部比較重，重心偏下，角度電機鋼纜17松開時，人工光源10在重力作用下會自行下垂。

如圖2與圖6所示氙燈15帶有反光罩14，氙燈15通過反光罩14鉚接于人工光源10上，其中橫向三個，鉚接四排，均勻分布于人工光源10內(nèi)側(cè)，散熱風(fēng)扇13位于人工光源10的兩側(cè)，散熱風(fēng)扇13的中心與氙燈15位于同一水平面上，每側(cè)四個，兩側(cè)八個；均光網(wǎng)8鋪于人工光源10的正面。其中反光罩14將氙燈15燈反射為平行光，均光網(wǎng)8作用使平行光更加均勻且起到保護作用，使實驗人員遠離高溫。

如圖1、圖2、圖4所示，所述試件搭載平臺1試件卡扣20分別配有手?jǐn)Q固定螺母24，試件卡扣20橫向和縱向分別有兩個，它們分別位于試件搭載板27的橫向和縱向的槽中，定距軸21通過試件角度調(diào)節(jié)電機25的軸插接于試件搭載板27橫向兩端，試件角度調(diào)節(jié)電機25鑲嵌于定距軸21的尾端且試件角度調(diào)節(jié)電機25的軸與定距軸21互相垂直；定距軸21尾端有搭載有四個紅外測距傳感器，分別為紅外測距傳感器123-1、紅外測距傳感器223-2、紅外測距傳感器323-3、紅外測距傳感器423-4、手?jǐn)Q固定螺母24；定距軸21的前端有調(diào)節(jié)槽口22；定距軸21插于試件搭載臺固定插孔16內(nèi)，且通過螺母固定和調(diào)節(jié)軸距，且使得定距軸21垂直于人工光源10。其中1試件卡扣20分別配有手?jǐn)Q固定螺母24，可以根據(jù)試件的尺寸固定試件，其中調(diào)節(jié)槽口22前后滑動可以調(diào)節(jié)軸距。使用試件搭載平臺1時，人工光源可以固定角度，通過試件角度調(diào)節(jié)電機25調(diào)節(jié)試件傾角。

本發(fā)明的高精度定軸距可旋轉(zhuǎn)的人工光源測試平臺有兩種實施方案：

實施方案1：

當(dāng)試件19為不可旋轉(zhuǎn)的試件，如太陽能熱水器時，本平臺可改變?nèi)斯す庠?0的高度和傾角。首先被測試件放于可滑動的升降臺上，確定人工光源10和被測試件的距離。測試的過程中，改變?nèi)斯す庠?0的高度時，只用改變升降臺的高度即可，且升降臺的高度應(yīng)該和人工光源10抬升的高度同步。測試的過程中只用改變?nèi)斯す庠?0的傾角即可。

如圖3中人工光源10的傾角調(diào)節(jié)可以先行按設(shè)定角度用人工光源10試件角度調(diào)節(jié)電機4粗略調(diào)節(jié)，人工光源10試件角度調(diào)節(jié)電機4所轉(zhuǎn)角度與設(shè)定角度差值在5度以內(nèi)時，人工光源傾角調(diào)節(jié)電機28進行微調(diào)，所調(diào)角度為設(shè)定角度差值在0.5度范圍之內(nèi)，停止調(diào)節(jié)，期間需判斷拉力傳感器18是否達到壓力閾值，若在壓力閾值范圍之外，人工光源10試件角度調(diào)節(jié)電機4會繼續(xù)轉(zhuǎn)動，使角度電機鋼纜17始終緊緊拉住人工光源10，使得角度電機鋼纜17與拉升電機鋼纜6作為人工光源10的主要承力。其中人工光源10下部比較重，重心偏下，角度電機鋼纜17松開時，人工光源10會自行下垂。

實施方案2

如圖1和圖4當(dāng)試件19為可旋轉(zhuǎn)的試件，如太陽能電池板。其中人工光源10高度不改變，且垂直于水平面。將試件19通過試件卡扣20固定于試件搭載平臺1上，試件搭載平臺1通過定距軸21插于試件搭載臺固定插孔16內(nèi)，試件19初始狀態(tài)應(yīng)該與均光網(wǎng)8平行，即紅外測距傳感器223-2、紅外測距傳感器423-4或者是紅外測距傳感器123-1、紅外測距傳感器323-3讀出的數(shù)值等值，且紅外測距傳感器123-1、紅外測距傳感器223-2或者是紅外測距傳感器323-3、紅外測距傳感器423-4讀出的數(shù)值等值，通過調(diào)節(jié)槽口22調(diào)節(jié)讀取四個紅外測距傳感器任意一個數(shù)值，來確定試件19與人工光源10的距離，即軸距，通過螺母將試件搭載平臺1固定于人工光源10上。

在實驗過程中，可通過試件角度調(diào)節(jié)電機25調(diào)節(jié)試件19的傾角，傾角值由紅外測距傳感器來確定，設(shè)紅外測距傳感器223-2、紅外測距傳感器423-4中心距為l，試件傾角為θ，設(shè)紅外測距傳感器223-2、紅外測距傳感器423-4讀數(shù)差值為m，則試件19相對人工光源10的夾角θ為arcsin(m/l)。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。