[发明专利]真空低温条件下太阳模拟器辐照度实时监测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳模拟器技术领域，具体地，涉及一种真空低温条件下太阳模拟器辐照度实时监测装置及方法。

背景技术

太阳模拟器是在地面试验室内模拟地球外层空间太阳辐射的设备，是空间环境模拟设备的主要组成部分；主要用于航天器的热平衡试验、材料老化试验和热控材料特性试验，是目前最具真实性、准确性的外热流模拟手段。试验过程中，真空低温条件下，太阳模拟器的辐照度是否满足试验要求将直接影响被测试产品的可靠性。

目前，太阳模拟器辐照度标定只在试验前进行，而在试验过程中辐照度是否有变化并不知晓，所以为了确定试验过程中辐照度稳定情况，防止突发情况发生，需要在试验过程中对太阳模拟器辐照度进行实时监测。

因此，本领域技术人员需要提供一种简单、可靠的用于真空低温试验过程中太阳模拟器辐照度实时监测的装置及方法。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种真空低温条件下太阳模拟器辐照度实时监测装置及方法，该装置及方法简单、可靠、方便实施，能够实现太阳模拟器辐照度实时监测。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的一个方面，提供一种真空低温条件下太阳模拟器辐照度实时监测装置，包括：总辐射表、测试吊点、数据采集系统和温控系统，其中，所述总辐射表挂在测试吊点上，作为辐照度监测的光照传感器，所述温控系统对总辐射表进行温控，所述数据采集系统对总辐射表的输出进行采集并进行AD转换。

优选地，所述总辐射表包括双层石英玻璃罩、感应元件、遮光板、表体、底座以及信号传输接口；其中，所述表体设置于底座上，所述遮光板设置于表体的顶部，所述感应元件设置于遮光板的顶部中心处，所述双层石英玻璃罩罩设于感应元件的外部，所述信号传输接口设置于表体的侧壁上；

所述总辐射表的底座的最底端设有加热片，所述加热片通过信号传输接口与温控系统相连接；

所述感应元件通过信号传输接口与数据采集系统相连接。

优选地，所述感应元件主要由绕线电镀式热电堆组成，感应元件的感应面为热节点，当太阳模拟器阳光照射时温度升高；与感应面相对的另一面为冷节点，冷节点与热节点之间形成温度差电动势，所述温度差电动势与太阳模拟器的太阳辐射强度成正比。

优选地，所述表体的侧壁对角位置设置有温度传感器。

优选地，所述总辐射表设置于太阳模拟器的有效辐照范围内，且位于不遮挡试验产品接受光照的位置上。

优选地，所述测试吊点处于适当位置，且足够承受总辐射表重量。

优选地，所述适当位置通过如下方式确定：测试吊点保证总辐射表的感光面正对准直镜且在有效辐照范围内，不能遮挡产品接收光照。

优选地，所述温控系统对所述总辐射表在真空低温条件下进行温度控制，以减小所述总辐射表温度对测试结果的影响。

优选地，所述真空低温条件具体为：真空度优于1×10-4Pa，环境温度低于100K。

优选地，所述温控系统将所述总辐射表温度控制在室温。

优选地，还包括真空罐，所述总辐射表、测试吊点、数据采集系统和温控系统均设置于真空罐内；

所述真空罐的罐壁上设有接插件，所述真空低温条件下太阳模拟器辐照度实时监测装置通过接插件与外部监测系统相连接。

根据本发明的第二个方面，提供了一种真空低温条件下太阳模拟器辐照度实时监测装置的监测方法，包括如下步骤：

总辐射表接受太阳模拟器光照产生电压输出，所述数据采集系统对输出电压进行采集并进行AD转换，测得的电压值除以总辐射表的灵敏度系数，即为辐射量，如下公式计算：

式中，mV为总辐射表实测电压，mW为辐照度单位；

所述总辐射表灵敏度系数范围值为7～14μvw^-1m²。

与现有技术性相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明设置在试验过程中的真空罐内，只要在太阳模拟器有效光斑内，且不遮挡产品接受光照即可。

2、本发明的真空低温条件下太阳模拟器辐照度实时监测装置及方法，可以在使用太阳模拟器试验过程中实时监测辐照度，满足试验工况要求。