一种新型聚焦型太阳模拟器的支撑调整装置的制作方法

本发明属于光学设备支撑调整领域，具体涉及一种新型聚焦型太阳模拟器的支撑调整装置。

背景技术：

太阳模拟器是一种在室内模拟各种大气质量条件下日光辐射特性的检测或定标的人工光源装置。应用太阳模拟器可以真实地为被辐照对象提供与太阳光谱相匹配的、均匀的、准直稳定的光辐照。近年来，在很多领域都得到了广泛的应用，例如航空航天、农业种植、工业生产、军事科研等等。

太阳模拟器分为聚焦型和非聚焦型两种。非聚焦型太阳模拟器输出光斑均匀度好，能流密度低，与太阳光接近，广泛应用于太阳能光伏领域。聚焦型太阳模拟器可在接收靶面上产生几百甚至上千kW/m²的太阳辐射能流，主要用于模拟太阳能热发电系统焦面上的光斑能流分布，例如碟式/斯特林、槽式和塔式热发电系统等，同时其对高温材料的热化学性能的研究也具有重要意义。采用非共轴椭球面聚光镜取代标准椭球面聚光镜，可明显改善聚焦型太阳模拟器成像光斑的能流分布的均匀度，但同时对聚焦型太阳模拟器的支撑、装调也提出了更高的要求。在现有技术中，非共轴椭球面反光镜调整单元和支撑桁架设计通常比较复杂，这不但增加了成本而且不便于加工、安装和调试。现阶段还没有一种简单可靠、便于装调的太阳模拟器支撑调整结构。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种新型聚焦型太阳模拟器的支撑调整装置,能够为太阳模拟器的聚光系统提供支撑，且能够实现太阳模拟器各个聚光单元的聚焦方向及仰角的简便、快捷的调整，从而保证各个聚光单元拼接成整体聚光系统后的光斑重合度。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种新型聚焦型太阳模拟器的支撑调整装置，该装置包括：多个聚光单元、用于安装聚光单元的立架和用于安装立架的底座；

所述立架为三角形支撑结构，立架上开有安装孔，用于安装聚光单元的后安装板；

所述聚光单元包括：氙灯、椭球面聚光镜、氙灯电极支撑板、聚光镜固定盘、定位钩子、调整支杆、风机、风机安装板、触发器、聚光单元支撑架、前安装板和后安装板；所述聚光单元支撑架为直角梯台结构，一面为斜面，斜面的倾斜角度保证聚光单元的光轴过聚光系统的焦点；所述风机安装板安装在聚光单元支撑架的斜面上，风机安装板上圆周均布3个安装孔，用于安装聚光单元调整支杆，风机安装板上开有正方形出风口，用于安装风机；所属调整支杆共有3个，其两端均带有螺纹，分别与风机安装板和聚光镜固定盘通过螺母固连；所述椭球面聚光镜安装在聚光镜固定盘内；所述定位钩子圆周均布，其两端分别固定在椭球面聚光镜和固定盘上；所述氙灯电极支撑板通过连接块安装在聚光镜固定盘上；所述氙灯电极支撑板上安装有氙灯电极铜柱，两端分别与氙灯的正负极连接，同时起到支撑氙灯和导电的作用；所述氙灯穿过椭球面聚光镜，并与椭球面聚光镜同轴设置；所述触发器安装在聚光单元支撑架上，一端与氙灯负极相连，另一端通过接线端子与氙灯供电电源相连；

所述底座上设有脚轮、侧肋板、前支撑、后支撑、销轴、千斤顶；所述立架安装在底座上，立架下面有两根横梁，为前横梁和后横梁；其前横梁与底座的前支撑接触，并通过销轴与侧肋板的弧形孔连接，后横梁通过销轴与后支撑的开孔相连；立架可绕后支撑销轴转动，以实现立架的俯仰运动；所述底座上安装有四个脚轮，可使底座在地面上平移。

本发明的有益效果是：本发明聚焦型太阳模拟器的支撑调整装置利用带有弧形开孔的侧肋板和千斤顶来调整太阳模拟器聚光系统的聚焦方向及仰角，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，使氙灯的中心轴线与椭球面聚光镜的光轴重合，既起支撑作用又起导电作用，简化了装置的复杂度；有倾斜面的聚光单元支撑架，使聚光单元形成一定角度，同时调整聚光单元上调整支杆上的螺母，可以调整聚光单元的聚光方向以及其与系统焦点的距离，使各个聚光单元的光斑重合，以保证各个聚光单元拼接成整体系统后光斑的重合度。

附图说明

图1本发明一种新型聚焦型太阳模拟器的支撑调整装置的结构示意图；

图2本发明聚光单元结构示意图。

图3本发明底座结构示意图；

图4本发明一种新型聚焦型太阳模拟器的支撑调整装置具体实施例2的结构示意图；

图中：1、立架，2、聚光单元，3、底座，4、后安装板，5、前安装板，6、聚光单元支撑架，7、风机，8、氙灯，9、风机安装板，10、调整支杆，11、定位钩子，12、钩子固定座，13、椭球面聚光镜，14、铜柱，15、氙灯电极支撑板，16、聚光镜固定盘，17、触发器安装板，18、触发器，19、接线端子，20、接线端子安装板，21、后销轴，22、后支撑，23、脚垫，24、脚轮垫块，25、脚轮，26、前支撑，27、前销轴，28、侧肋板，29、千斤顶和30、千斤顶垫板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1：聚焦型太阳模拟器的支撑调整装置的主光轴固定，为水平方向设置，如图1所示，一种新型聚焦型太阳模拟器的支撑调整装置，包括多个聚光单元2、用于安装聚光单元的立架1和用于支撑立架的底座3；

如图2所示，聚光单元2包括后安装板4、前安装板5、聚光单元支撑架6、风机7、氙灯8、风机安装板9、调整支杆10、定位钩子11、钩子固定座12、椭球面聚光镜13、铜柱14、氙灯电极支撑板15、聚光镜固定盘16、触发器安装板17和触发器18；聚光单元支撑架6焊接成有倾斜面的直角梯形结构，斜面的倾斜角度使聚光单元的光轴过太阳模拟器的焦点，与倾斜面相对的直角面用圆柱头内六角螺栓，配合弹簧垫圈、平垫圈及螺母，通过前安装板4和后安装板5固定在立架1上；前安装板4和后安装板5四角分别开有矩形槽，其上开有螺纹孔，调整好聚光单元2的位置后用螺钉固定前安装板5和后安装板4；风机7用圆柱头内六角螺栓配合平垫圈安装在风机安装板9上；风机安装板9与聚光单元支撑架6的倾斜面连接，风机7的出风口法兰固定在风机安装板9上，通过风机安装板9上的正方形出风孔向外送风，对氙灯8进行冷却；触发器18安装在触发器安装板17上，负极与氙灯8相连，用来近距离对氙灯8进行触发；触发器安装板17通过螺纹孔与聚光单元支撑架6的外侧面连接；聚光镜固定盘16与风机安装板9之间通过三个不锈钢调整支杆10连接，起到支撑聚光镜固定盘16的作用，调整支杆10有三个，并且在聚光镜固定盘16下表面圆周均匀分布。定位钩子11圆周均布，其两端分别固定在椭球面聚光镜13和聚光镜固定盘16上，起到调整椭球面聚光镜13俯仰的作用；聚光镜固定盘16通过转接板固定在氙灯电极支撑板15上，氙灯电极支撑板15的两端分别通过铜柱14与氙灯8连接，氙灯8穿过椭球面聚光镜13，并与椭球面聚光镜13同轴设置；铜柱14既起支撑作用又起导电作用；调整氙灯电极铜柱14的高低和左右位置，来调节氙灯8中心轴的位置和倾斜，使氙灯8的中心轴线与椭球面聚光镜13的光轴重合。以中央聚光单元的光斑为基准，调整其他聚光单元支撑架6上的三个不锈钢调整支架，使其他聚光单元2的光斑全部与中央光斑重合。

如图3所示，底座3包括接线端子19、接线端子安装板20、后销轴21、后支撑22、脚垫23、脚轮垫块24、脚轮25和前支撑26；脚垫23通过螺纹杆安装在底座3的相应位置上，用螺母将其固定；脚轮垫块24上开有螺纹孔，将脚轮25的螺纹杆旋进脚轮垫块24的螺纹孔中，将脚轮垫块24固定到脚轮25螺纹杆的底部；脚轮垫块24用圆柱头内六角螺栓，配合弹簧垫圈、平垫圈及螺母安装在底座3的相应位置上。脚垫23与脚轮25分别用于固定和移动太阳模拟器。接线端子19通过接线端子安装板20安装在底座3上后支撑之间。接线端子19与触发器18的正极连接。立架1焊接成三角形结构，立架底部的前横梁搭在底座3上的2个前支撑块26上，立架底部的后横梁两侧的孔与底座3上2个后支撑22上的孔对齐，用后销轴21将立架1与后支撑块22贯穿，用螺母将后销轴21固定在立架1上。前销轴27、带有弧形孔的侧肋板28、千斤顶垫板30和千斤顶29；千斤顶29用圆柱头内六角螺栓配合弹簧垫圈、平垫圈及螺母，通过千斤顶安装板30将其固定在底座3上，位于两个前支撑26的中间；侧肋板28安装在底座3的两侧，侧肋板28开有弧形导向孔，将侧肋板28的弧形导向孔与立架1侧梁上的孔用前销轴27贯穿，用螺母将其固定在立架1的侧梁上；当主光轴平行时，立架1通过前支撑26、后支撑22、千斤顶29、侧肋板28与的底座2连接，保持姿态；当需要调整立架姿态时，升起千斤顶29，使立架1通过前销钉27在侧肋板28内的弧形导向孔运动，达到期望位置时锁定千斤顶29和前销钉27，实现利用侧肋板28和千斤顶30调整立架1的俯仰的功能，从而实现对太阳模拟器的聚焦方向及仰角的调整。

实施例2：结合图4说明本实施方案，本实施方案与实施方案一的区别在于，本实施方案在实施方案一的基础上将多个聚光单元水平分布，立架1与底座3水平设置，中间通过立柱支撑；主光轴为竖直方向。