太阳辐射全光谱模拟人工光源的实验研究

摘要

太阳辐射模拟技术的应用领域非常广泛,它可以应用于农业、航天和工业中,但是在许多领域其模拟都是仅考虑辐射热的大小,而没有考虑其光谱的分布.该文研究的目的就是寻求一种合适的光源对太阳辐射和太阳光谱相对能量分布进行模拟.太阳辐射全光谱模拟人工光源的实验研究是多参数综合环境模拟试验室的的主要内容和重要组成部分.该文的主要研究内容和成果如下:1.对白炽灯、卤钨灯及氙灯等几种光源的性能进行了比较,结果表明把白炽灯和卤钨灯作为太阳模拟器的光源是不理想的,而氙灯由于其成本太高,也未采用.2.对加蓝膜、蓝干涉膜、蓝膜加蓝干涉膜、红外膜及红外干涉膜与不加膜的卤钨灯的光谱分布进行了测试.测试结果表明,加各种膜卤钨灯的色温变化不大,均为3000K左右,故利用加膜卤钨灯来模拟太阳光谱是不可行的.同时,还对多层膜的卤钨灯进行了测试,测试结果表明,用它们来模拟太阳光谱也是不理想的.3.研究了镝灯光谱相对能量分布,首先根据A级模拟器提供的带宽和带数对镝灯的光谱能量分布进行了测试,测试结果表明,利用镝灯来模拟太阳光谱达不到A级模拟器的要求;根据B级模拟器提供的带宽和带数对镝灯再次进行测试,并与B级的光谱失配误差进行比较,结果表明,利用镝灯来模拟太阳光谱可达到B级模拟器标准.

目录

文摘

英文文摘

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主要符号表

1绪论

1.1课题的提出及意义

1.1.1课题的提出及意义

1.1.2太阳辐射模拟与论文的研究目的

1.2太阳辐射模拟的发展及模拟方法

1.2.1太阳辐射模拟的发展

1.2.2太阳辐射的模拟方法

1.2.3太阳辐射模拟设备的设计

本章小结

2太阳辐射的基本知识

2.1太阳的基本知识

2.2太阳辐射的基本概念

2.2.1赤纬角

2.2.2时差

2.2.3太阳高度角

2.2.4太阳方位角

2.2.5太阳常数

2.3太阳辐射

2.3.1大气层外的太阳辐射

2.3.2地面的太阳辐射

2.4太阳光谱

2.4.1太阳辐射的光谱分布

2.4.2大气层外的太阳光谱

2.4.3到达地面的太阳辐射

本章小结

3光学及光度学的基本知识及叠加原理

3.1光的相干和不相干

3.2普通光源发光的简化图象

3.3光度学基础

3.3.1辐射通量和光通量

3.3.2发光强度

3.3.3光照度

3.3.4辐射度学基本概念

本章小结

4光源的比较及相对光谱能量分布的测量

4.1有关太阳辐射模拟的国家和行业标准

4.1.1国标GB2423.2481

4.1.2国军标GJB150.7-86

4.1.3美军标MIL-STD-810D

4.1.4太阳模拟器通用规范

4.1.5模拟太阳辐照标准

4.2测试原理

4.3实验所用的仪器

4.3.1单色仪

4.3.2接收器

4.4光源

4.4.1白炽灯

4.4.2卤钨灯

4.4.3长弧氙灯

4.4.4金属卤化物灯

4.5卤钨灯的测试

4.5.1测试原理

4.5.2对加膜的卤钨灯的测试

4.5.3对多层膜的卤钨灯的测试

本章小结

5镝灯的光谱相对能量分布的测试及灯的评价

5.1镝灯的测试原理及所用的仪器

5.2镝灯的相对光谱能量分布的测量

5.2.1镝灯在可见光和红外部分相对光谱能量分布的测量

5.2.2镝灯在紫外和可见光部分的相对光谱能量分布的测量

5.2.3镝灯在250～2500nm范围内的相对能量分布曲线

5.3评价镝灯和卤钨灯的光谱分布

5.3.1根据文献【6】，按A级提供的带宽和带数，评价镝灯的光谱分布

5.3.2按B级提供的带宽和带数，对镝灯的光谱分布进行评价

5.3.3根据太阳模拟器通用规范中对光谱的失配误差要求来评价镝灯和卤钨灯

5.3.4镝灯光谱的相对能量分布与不同大气质量下的太阳光谱的比较

本章小结

6结论

参考文献

致 谢