[发明专利]高平行度大口径聚光系统聚光效率的测试装置及方法

权利要求书

1.高平行度大口径聚光系统聚光效率的测试装置，其特征在于，该测试装置包括光源(1)、滤光片(2)、反光罩(3)、平行光管(4)、光栏(6)和探测器(8)，光源(1)和滤光片(2)位于反光罩(3)内，光源(1)、滤光片(2)、平行光管(4)、光栏(6)和探测器(8)共轴依次放置，光源(1)发出的光线经过滤光片(2)后变成准单色光，通过调节平行光管(4)使该准单色光的发散角(5)与太阳光的发散角匹配，透过光栏(6)的光线经聚光系统(7)汇聚后被探测器(8)接收。

2.如权利要求1所述的高平行度大口径聚光系统聚光效率的测试装置，其特征在于，所述准单色光的发散角(5)为0.267°。

3.如权利要求1所述的高平行度大口径聚光系统聚光效率的测试装置，其特征在于，所述光栏(6)在水平方向和垂直方向各有一排圆孔，圆孔直径为8mm，其间距为20mm。

4.基于权利要求1-3中任一项所述的高平行度大口径聚光系统聚光效率的测试装置的测试方法，其特征在于，该测试方法包括如下步骤：

第一步：选取宽光谱光源(1)和多个窄带滤光片(2)；

第二步：光源(1)设置在窄带滤光片(2)的前面，光源(1)发出的光线经过滤光片(2)之后变成单色光，使单色光通过平行光管(4)调准直，调节平行光管(4)使出射光线的发散角(5)与太阳光的发散角匹配；

第三步：将光栏(6)放置在平行光管(4)后，光栏(6)在水平方向和垂直方向各设有一排圆孔，每次测量只开一个圆孔；将聚光系统(7)放置在光栏(6)后面，将探测器(8)放置在聚光系统(7)的焦距处，并使聚光系统(7)光漏斗的底端紧贴探测器(8)；用探测器(8)采集经聚光系统(7)汇聚的光斑的图像信息；

第四步：利用探测器(8)分别测量透过上述每个圆孔的光功率，保持光源(1)和聚光系统(7)位置不动，把探测器(8)移到聚光系统(7)之后的指定位置和焦斑位置，利用探测器(8)分别测量透过聚光系统(7)的能量和透过每个圆孔汇聚的能量，得到透过聚光系统(7)的能量和焦斑位置处汇聚的能量，再通过公式计算出聚光系统(7)的局部透过率和局部聚光效率；

第五步：根据第四步得到的聚光系统(7)的局部透过率、局部聚光效率以及局部测量面积在聚光系统整体面积中所占的比重，计算聚光系统(7)的透过率平均值和聚光效率平均值；

第六步：利用上述步骤，测量分析聚光系统(7)对由光源(1)与窄带滤光片(2)组合而得的其它单色光源的聚光效率；

第七步：通过各种单色光在整个太阳光谱中所占的权重与单色光聚光效率平均值的乘积，计算得到聚光系统(7)对整体光谱光源的加权平均聚光效率，进而完成高平行度大口径聚光系统聚光效率的测试方法。

5.如权利要求4所述的高平行度大口径聚光系统聚光效率的测试方法，其特征在于，所述第一步中的宽光谱光源(1)为氙灯或镝灯。

6.如权利要求4所述的高平行度大口径聚光系统聚光效率的测试方法，其特征在于，所述第二步中出射光线的发散角为0.267°。

7.如权利要求4所述的高平行度大口径聚光系统聚光效率的测试方法，其特征在于，所述第四步中把探测器(8)移到聚光系统(7)之后的指定位置为距离聚光系统(7)10mm的位置。