室内辐照试验用太阳模拟器设计

摘要

为探究太阳辐射对冰生消过程、力学特性及冻土冻融传热变化规律影响,分别开展光源选择、系统设计和性能测试等试验,设计一种可在室内模拟辐照条件的太阳模拟器.结果表明,碘钨灯与白炽灯色温均小于野外太阳光色温,金卤灯和长弧氙灯色温与野外太阳光色温相差较小,而长弧氙灯光谱中各波段能量分布占比与野外太阳光接近,可在测试波长范围内满足B级模拟器要求;灯架选材为强度大且不易锈蚀的白钢方管,同时考虑光照稳定性,设计两层结构灯架并布置方形灯阵;太阳模拟器在有效辐照面范围内1 m高度处辐照度达115 W·m-2,同时模拟器辐照不均匀度和不稳定度均符合模拟器等级中B级要求.因此,设计太阳模拟器满足主要技术参数及要求,可用于室内模拟辐照环境,为太阳辐射对冰生消过程及冻土传热规律影响研究提供理论支持.