[发明专利]太阳光照射模拟试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种试验装置，特别是涉及一种太阳光模拟试验装置。尤其适合于建筑幕墙的热工性能的测试。也可广泛应用于太阳能电池测试、材料测试、生物测试、环境研究、光降解加速测试以及化妆皮肤用品的测试等。

背景技术

建筑幕墙是现代建筑外围护结构，是室内外环境的分界面，除了必须具备早期建筑的围护结构的安全、遮风、挡雨的防护功能之外，还要通过调整幕墙结构来控制室内外声、光、热等各种形式的能量的流通来实现所需要的舒适度。因而幕墙的热工性能不仅仅是保温性能，从传热学角度来看；当室外温度小于室内设定的舒适性温度时，幕墙要阻挡室内的热量向室外散失，称为幕墙的保温性能；当室外温度大于室内设定的舒适性温度时，幕墙要阻挡室外的热量向室内传递，称为幕墙的隔热性能。

进入21世纪以来，能源问题日趋严重，玻璃幕墙作为一种建筑外围护结构，其传热耗热量及冷风渗透耗热量所产生的热损失占全部建筑能耗的40％～50％。由此用于加热或冷却所消耗的电力能源也不断增加，这与能源发展战略是相悖的。如果玻璃幕墙采用合理的结构则可大幅降低能量损耗。

建筑幕墙(建筑门窗)传热通常是以辐射、对流、导热三种方式同时进行，是综合作用的效果。还要考虑太阳辐射热。在实际的幕墙结构中，不仅存在由两侧空气温差引起的热损失，而且还存在由太阳辐射引起的热损失以及由天空辐射引起的热损失。太阳辐射通过幕墙、进入室内的热量是造成夏季室内过热的主要原因。

目前常用的太阳光模拟器大多是通过氙光灯照射到反光镜组上，通过镜面的反射和折射等一系列动作，形成具有一部分太阳光的光束然后再照射到被测物体上，这种装置不容易操作，局限性较大。比如，受外界环境因素影响比较大。另外最大缺点就是不容易控制光源的强度。太阳光的热量主要集中在红外波段。对于建筑幕墙而言，太阳光照射有两个技术参数：照射物表面温度T(单位：℃)和日光辐射最大强度值I(单位：W/m²)。现有设备都只提供前者，没有提供后者的参数。有的装置提供发光强度，(单位：为cd)。还有的装置提供辐照度，(单位为lux)。但这些参数和日光辐射最大强度值I(单位：W/m²)没有直接的换算公式。

英国Standard test methods for building envelopes(测试标准)中第18子项STANDARD THERMAL CYCLING REGIME对幕墙的热工测试有明确的要求：“加热阶段所用的红外灯应以Imax+50/-0W/m²的亮度，即辐射能量的中等强度，均衡照射样品外表面。加热阶段还应提供通风孔，使样品外表层的气温不超过Tmax+5/-0℃。”。

发明内容

本发明试验装置的目的就是模拟太阳光的照射，通过调节使其符合世界各地的日照情况。并解决光源强度不容易控制的难题。

本发明为了达到上述的目的，所采取的技术方案是：

提供一种太阳光照射模拟试验装置，包括与电源连接的电源控制单元，与电源控制单元相连接的功率调整器，分别与功率调整器相连接的传感器，灯墙和控制主机，与控制主机相连接的显示器；所述功率调整器通过传感器接收灯墙向被测物体辐射的热量，经过处理后传送给控制主机；控制主机对其传送的信号与设置目标信号进行对比，对比的结果再返回功率调整器并通过显示器显示或报警；功率调整器根据返回的结果调整电源控制单元控制电源对灯墙的供电功率，及控制灯墙的辐照光强。

所述灯墙包括墙板及分布在墙板上的灯泡；所述分布在墙板上的灯泡发射模拟太阳辐射光谱的光波或者发射单色光波。

本发明的太阳光照射模拟试验装置有显著的效果。

●如上述的结构，本发明的太阳光照射模拟试验装置中包括与电源控制单元连接的功率调整器，功率调整器能够通过电源控制单元实时调整控制电源对灯墙的供电功率，即控制灯墙的发光强度。因此，本发明的试验装置解决了光源强度不容易控制的一系列难题。

●如上述的结构，本发明太阳光照射模拟试验装置中包括与功率调整器相连接的灯墙，灯墙上分布着发射包括太阳辐射光谱光波的灯泡。因此，所述的灯墙模拟出太阳光中各个波段的光谱，真实地再现太阳光辐射的特性。所以，通过本发明的试验装置测试的数据更能接近实际太阳光(日光)的性能特征，更加符合建筑材料以后所要面临的自然环境。

●如上述的结构，本发明太阳光照射模拟试验装置中包括在灯墙上的灯泡可根据试验要求发射不同波段光谱的光波。所以本发明应用广泛，如应用于太阳能电池测试、材料测试、生物测试、环境研究、光降解加速测试以及化妆皮肤用品等的测试。