一种光谱可调灯箱以及光谱调节方法与流程

1.本发明涉及太阳模拟器技术领域，尤其是涉及一种光谱可调灯箱以及光谱调节方法。


背景技术：

2.太阳模拟器是用来模拟太阳光的设备，一般包含光源、供电及控制电路、计算机等组成部分。太阳模拟器的基本原理是利用人工光源模拟太阳光辐射，以克服太阳光辐射受时间和气候影响，并且总辐照度不能调节等缺点，广泛用于航空航天、光伏、农业等领域。
3.现有的技术中，光伏行业对太阳模拟器的要求越来越高，地面光伏行业对太阳模拟器的光谱匹配度通常要求是a+级，但并不能完全满足用户对光谱匹配度的需要，用户希望光谱匹配度偏差在a+基础上再减小一半，从12.5%减少到6%，甚至更低，空间太阳电池行业通常采用多结电池，转换效率高，但对太阳模拟器的光谱匹配度要求更高，多结电池各子电池的为了isc匹配偏差要小于0.5%。
4.为了满足用户的以上对光谱匹配度的要求，需要光谱可调，方法有多种，光谱可以通过电压来调节，但会影响光强；通过不同种光源配合使用，需要什么样的光谱，就开不同种的光源组合，但不能实现光谱的连续可调；led太阳模拟器可以方便调节光谱，但led太阳模拟器的成本高，基础光谱匹配度并不好；目前行业内氙灯等气体光源为模拟光源的太阳模拟器还是主流，因此气体光源为模拟光源的太阳模拟器的光谱调节就变得十分重要。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种光谱可调灯箱以及光谱调节方法，其能够实现光谱的连续可调。
6.本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种光谱可调灯箱，包括灯箱本体，所述灯箱本体内设置有灯源，所述灯箱本体的一侧设有开口，所述灯箱本体上可拆卸固定有覆盖在所述开口上的基础滤光板，所述基础滤光板上可拆卸固定有多个基础滤光片；所述基础滤光板的两侧分别设置有光谱调节升降机构，两个所述光谱调节升降机构上分别安装有滤光片，两个所述滤光片呈交错设置，所述光谱调节升降机构用于驱动所述滤光片在所述基础滤光片的外侧上下移动。
7.通过上述技术方案，工作时，将多个基础滤光片安装在基础滤光板上，然后将基础滤光板固定在灯箱本体的开口上，将滤光片安装在光谱调节升降机构上，通过调节光谱调节升降机构使得滤光片在基础滤光片的外侧上下移动，灯源发出光线穿过基础滤光片与滤光片，配合着滤光片上下移动，以实现光谱的连续可调。
8.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述光谱调节升降机构包括安装板、伺服电机、蜗杆以及连接座，所述安装板固定在所述灯箱本体的内侧壁上，所述安装板上固定有导轨，所述导轨上滑动设置有滑块，所述连接座的一侧固定在所述滑块上；
所述伺服电机固定在所述灯箱本体上，所述蜗杆通过轴承安装在所述安装板上，所述伺服电机的输出轴与所述蜗杆的一端同轴固定连接，所述连接座螺纹连接在所述蜗杆上，所述滤光片的一端可拆卸固定在所述连接座上。
9.通过上述技术方案，伺服电机能够正转或反转，从而使得蜗杆能够顺时针转动或逆时针转动，由于连接座螺纹连接在蜗杆上，当蜗杆转动时，连接座能够在蜗杆上下移动，从而便于调节滤光片的位置。其中，连接座在上下移动过程中，能够使得其上的滑动在安装板上的导轨上滑动，提高了连接座带动滤光片上下移动的稳定性。
10.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述滤光片为线性可变滤光片且呈矩形状，所述线性可变滤光片的不同位置处的滤光光谱透过率曲线不同。
11.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述线性可变滤光片光谱透过率中心波长与位置成线性关系。
12.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述线性可变滤光片遮挡在所述灯源的中间部位。
13.通过上述技术方案，通过上述技术方案，移动该线性可变滤光片，就会让中心波长的光最大量通过，并且其他波长的光成正态分布通过，这对滤掉线谱的光线非常有用。
14.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述滤光片为三角形滤光片，两个所述三角形滤光片的尖端对尖端设置。
15.通过上述技术方案，三角形滤光片的光谱透过率虽然一定，但移动三角形滤光片，遮挡灯的范围程度变化，实现光谱的可调。三角形滤光片上下各有两片，两片尖对尖，但不在同一个平面，这样移动三角形滤光片时不会发生碰触，而且可以在尖部重叠，从而实现更大范围内的光谱可调。
16.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述灯源为氙灯。
17.通过上述技术方案，氙灯是一种利用氙气放电而发光的电光源，由于灯内放电物质是惰性气体氙气，其激发电位和电离电位相差较小。
18.一种光谱调节方法，包括以下步骤：将多个基础滤光片安装在基础滤光板上，然后将基础滤光板安装在灯箱本体的开口上，将滤光片固定在光谱调节升降机构上，打开灯源，通过调节光谱调节升降机构使得滤光片在基础滤光板的外侧上下移动，以实现光谱的可调。
19.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：当所述滤光片为线性可变滤光片时，将其中一个线性可变滤光片安装在光谱调节机构上，打开灯源，通过调节光谱调节升降机构使得线性可变滤光片在所述基础滤光板的外侧上下移动，从而得到不同光谱分布的光线。
20.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：当所述滤光片为三角形滤光片时，将两个三角形滤光片分别安装在两个光谱调节机构上，打开灯源，通过调节光谱调节升降机构使得两个三角形滤光片在所述基础滤光板的外侧上下移动，两个所述三角形滤光片尖对尖，交错设置并重叠，遮挡灯源光线的范围程度变化，以实现光谱的可调。
21.综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：工作时，将多个基础滤光片安装在基础滤光板上，然后将基础滤光板固定在灯箱本体的开口上，将滤光片安装在光谱调节升降机构上，通过调节光谱调节升降机构使得滤
光片在基础滤光片的外侧上下移动，灯源发出光线穿过基础滤光片与滤光片，配合着滤光片上下移动，以实现光谱的连续可调。不用复杂的led光源，避免了led较差的基础光谱，避免了led模拟器高成本，实现了光谱连续可调。
附图说明
22.图1为本发明展示光谱可调灯箱的整体结构示意图。
23.图2为本实施例一中的光谱可调灯箱的主视图。
24.图3为本实施例二中的光谱可调灯箱的主视图。
25.图4为本发明展示线性可变滤光片的示意图。
26.附图标记：1、灯箱本体；2、开口；3、基础滤光板；4、基础滤光片；5、光谱调节升降机构；51、安装板；52、伺服电机；53、蜗杆；54、连接座；55、导轨；56、滑块；6、线性可变滤光片；7、三角形滤光片。
具体实施方式
27.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
30.实施例一：参照图1-2，为本发明公开的一种光谱可调灯箱，包括灯箱本体1，灯箱本体1内设置有灯源，灯箱本体1的一侧设有开口2，灯箱本体1上可拆卸固定有覆盖在开口2上的基础滤光板3，基础滤光板3上可拆卸固定有多个基础滤光片4；基础滤光板3的两侧分别设置有光谱调节升降机构5，两个光谱调节升降机构5上分别安装有滤光片，两个滤光片呈交错设置，光谱调节升降机构5用于驱动滤光片在基础滤光片4的外侧上下移动。
31.其中，光谱调节升降机构5包括安装板51、伺服电机52、蜗杆53以及连接座54，安装板51固定在灯箱本体1的内侧壁上，安装板51上固定有导轨55，导轨55上滑动设置有滑块56，连接座54的一侧固定在滑块56上。伺服电机52固定在灯箱本体1上，蜗杆53通过轴承安装在安装板51上，伺服电机52的输出轴与蜗杆53的一端同轴固定连接，连接座54螺纹连接
在蜗杆53上，滤光片的一端可拆卸固定在连接座54上。
32.伺服电机52能够正转或反转，从而使得蜗杆53能够顺时针转动或逆时针转动，由于连接座54螺纹连接在蜗杆53上，当蜗杆53转动时，连接座54能够在蜗杆53上下移动，从而便于调节滤光片的位置。其中，连接座54在上下移动过程中，能够使得其上的滑动在安装板51上的导轨55上滑动，提高了连接座54带动滤光片上下移动的稳定性。在本实施例中，灯源为氙灯，氙灯是一种利用氙气放电而发光的电光源，由于灯内放电物质是惰性气体氙气，其激发电位和电离电位相差较小。
33.参照图4，滤光片为线性可变滤光片6且呈矩形状，线性可变滤光片6的不同位置处的滤光光谱透过率曲线不同。线性可变滤光片6光谱透过率中心波长与位置成线性关系。线性可变滤光片6遮挡在灯源的中间部位。移动该线性可变滤光片6，就会让中心波长的光最大量通过，并且其他波长的光成正态分布通过，这对滤掉线谱的光线非常有用。
34.本发明还公开了一种光谱调节方法，包括以下步骤：将多个基础滤光片4安装在基础滤光板3上，然后将基础滤光板3安装在灯箱本体1的开口2上，将滤光片固定在光谱调节升降机构5上，打开灯源，通过调节光谱调节升降机构5使得滤光片在基础滤光板3的外侧上下移动，以实现光谱的可调。
35.当滤光片为线性可变滤光片6时，将其中一个线性可变滤光片6安装在光谱调节机构上，打开灯源，通过调节光谱调节升降机构5使得线性可变滤光片6在基础滤光板3的外侧上下移动，从而得到不同光谱分布的光线。
36.实施例二：参照图3，本发明还公开了一种光谱可调灯箱，与实施例一的区别在于，滤光片为三角形滤光片7，两个三角形滤光片7的尖端对尖端设置。三角形滤光片7的光谱透过率虽然一定，但移动三角形滤光片7，遮挡灯的范围程度变化，实现光谱的可调。三角形滤光片7上下各有两片，两片尖对尖，但不在同一个平面，这样移动三角形滤光片7时不会发生碰触，而且可以在尖部重叠，从而实现更大范围内的光谱可调。
37.本发明还公开了一种光谱调节方法，与实施例一的区别在于，包括以下步骤：将多个基础滤光片4安装在基础滤光板3上，然后将基础滤光板3安装在灯箱本体1的开口2上，将滤光片固定在光谱调节升降机构5上，打开灯源，通过调节光谱调节升降机构5使得滤光片在基础滤光板3的外侧上下移动，以实现光谱的可调。
38.当滤光片为三角形滤光片7时，将两个三角形滤光片7分别安装在两个光谱调节机构上，打开灯源，通过调节光谱调节升降机构5使得两个三角形滤光片7在基础滤光板3的外侧上下移动，两个三角形滤光片7尖对尖，交错设置并重叠，遮挡灯源光线的范围程度变化，以实现光谱的可调。
39.本实施例的实施原理为：工作时，将多个基础滤光片4安装在基础滤光板3上，然后将基础滤光板3固定在灯箱本体1的开口2上，将滤光片安装在光谱调节升降机构5上，通过调节光谱调节升降机构5使得滤光片在基础滤光片4的外侧上下移动，灯源发出光线穿过基础滤光片4与滤光片，配合着滤光片上下移动，以实现光谱的连续可调。不用复杂的led光源，避免了led较差的基础光谱，避免了led模拟器高成本，实现了光谱连续可调。
40.本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。