[发明专利]一种空间环境下太阳能模拟器辐射均匀性检测装置

说明书

本发明公开了一种空间环境下太阳能模拟器辐射均匀性检测装置，包括太阳能模拟器(5)，太阳能模拟器(5)安装在真空罐(1)中，太阳能模拟器(5)照射方向上设置二维移动机构(3)，二维移动机构(3)的滑块上安装硅光电池(4)，硅光电池(4)和二维移动机构(3)分别连接控制器(8)。与现有技术相比，本发明仅需一块硅光电池即可测量太阳模拟器的辐照均匀性，消除了温差等因素引起不同硅光电池测量结果不同，从而造成的辐照均匀性测量不准确；采用控温模块，消除了真空低温环境对于硅光电池和电机的影响。

技术领域

本发明涉及一种太阳模拟器辐照均匀性检测装置，尤其是涉及一种在真空低温下使用的在线监测装置。

背景技术

在进行航天器真空热试验时，过去经常采用加热片、加热棒、加热笼等手段进行外热流模拟，而太阳模拟器为外热流模拟提供了新的方法。太阳模拟器在均匀性、准直性和同太阳光谱的贴近程度上都有着其他外热流模拟手段无法企及的优势。

随着对新型号航天器外热流模拟精度的要求日益提高，对于太阳模拟器辐照不均匀性的要求也就越来越高，目前多要求优于±5％。因此为了保证真空热试验外热流模拟的准确性，需要在真空低温下对太阳模拟器的辐照均匀性进行检测。

目前，太阳模拟器的辐照均匀性通常由固定安装于太阳模拟器辐照面的几块硅光电池测量，硅光电池测量受温度影响较大，在太阳模拟器不同的照射区域，不同硅光电池间温度可能有较大差异，造成辐照均匀性计算结果不准确。

另一方面，太阳模拟器的各项辐照指标通常在大气环境下进行测量，在进行真空热试验时，对太阳模拟器进行同样的设置，以期达到真空低温环境中同大气环境相同的输出。然而，在真空低温环境下，太阳模拟器的微量形变，可能对太阳模拟器辐照光斑的均匀性造成巨大影响。硅光电池无法在空间环境下使用，因此真空热试验时的均匀性不能有效检测。

常温常压下可采用单个硅光电池作为探测器，手动或自动扫描辐照面的等间距各个点的辐照度，单次测量时间较短(一般耗时3-5分钟)，且存在空气对流，故无需考虑温度变化的影响。然而空间环境下，适应真空低温的运动机构复杂，造价昂贵，不易对整个辐照面扫描。

综上，需要解决在空间环境下采用简便可行的办法对太阳模拟器辐照均匀性进行准确、快速的测量。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种空间环境下太阳模拟器辐照均匀性在线监测装置，能够在空间环境下，仅用一块硅光电池，以扫描的方式对太阳模拟器辐均匀性进行测量。

一种空间环境下太阳能模拟器辐射均匀性检测装置，包括太阳能模拟器，太阳能模拟器安装在真空罐中，太阳能模拟器照射方向上设置二维移动机构，二维移动机构的滑块上安装硅光电池，硅光电池和二维移动机构分别连接控制器。

硅光电池上安装有温度传感器和加热片，温度传感器和加热片连接控制器中的控温模块。

二维移动机构的电机表面安装温度传感器和加热片，温度传感器和加热片连接控制器中的控温模块。

控制器中有二维移动机构的电机驱动器、硅光电池的数据采集器和通讯接口，通过通讯结构连接计算机。

二维移动机构的电机经过无油化处理，采用固体润滑或适于在真空低温环境下使用的润滑脂。

计算机中安装有控制程序，控制程序用于配置硅光电池的扫描区域、扫描时间间隔和二维移动机构上电机的转速，并通过控制器控制二维移动机构实现上述配置。

控制程序用于预设硅光电池和二维移动机构电机的温度，当温度传感器检测到温度低于设定温度时，控温模块控制加热片加热。

控制程序可以显示所述硅光电池测得的实时辐照度，并显示根据已测各点辐照度计算得出的辐照均匀性结果。