ИМИТАТОР СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Полезная модель относится к светотехнике и может быть использована для создания источников, имитирующих солнечное излучение.
Известен имитатор солнечного излучения, содержащий источник света, расположенный одновременно в фокусах отражателя и конденсора, выравниватель яркости и коллиматор, установленные последовательно за конденсором вдоль оптической оси [1].
Недостатками известного устройства являются усложненность конструкции, необходимость настройки большого числа элементов, значительные габариты.
Также известна установка солнечной радиации [2], выбранная в качестве прототипа, которая содержит блок питания, излучатель с излучающим элементом на основе дуговой лампы с ксеноновым наполнением.
2
Установка предназначена для проведения ускоренных испытаний исследуемых материалов на стойкость к световому излучению. Потребляемая мощность установки до 6 кВт. В качестве источника излучения используется дуговая лампа с ксеноновым наполнением типа ДКсТ 5000. Как известно, коррелированная цветовая температура солнечного излучения составляет примерно 6000К, а интегральная поверхностная плотность потока излучения солнечного излучения - 1000 Вт/м. Для обеспечения указанных параметров необходимо подвергать излучающий элемент жестким режимам эксплуатации, что является основной причиной его малой наработки. Величина светового потока к концу установленного срока службы может измениться на 20%. Компенсировать уменьшение плотности мощности светового потока можно путем приближения испытуемых образцов к установке. Однако это не всегда выполнимо, так как засвечиваемая площадь при этом уменьшается. В тоже время стабильности световых характеристик крайне важна при испытании материалов, применяемых в изделиях с требованиями повышенной надежности.
Таким образом, основной недостаток устройства, выбранного в качестве прототипа, состоит в том, что оно не обеспечивает стабильность поверхностной плотности мощности потока излучения в течение срока службы.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в устранении указанного недостатка и обеспечении стабильности световых характеристик установки при проведении испытаний материалов и изделий из них,
При этом достигается технический результат, заключающийся в повышении надежности работы установки.
Заявляемое устройство, как и устройство выбранное в качестве прототипа, содержит блок питания, излучатель с излучающим элементом на основе дуговой лампы с ксеноновым наполнением. В отличие от прототипа, в заявляемом имитаторе солнечного излучения, в излучатель дополнительно введена дуговая лампа с ксеноновым наполнением и блок управления с возможностью регулирования ее светового потока.
На фиг.1 приведена схема конкретного исполнения заявляемого устройства. В данном случае имитатор солнечного излучения содержит блок питания 1, дуговую лампу с ксеноновым наполнением 2, формирователь диаграммы направленности 3, дополнительную дуговую лампу с ксеноновым наполнением 4, регулятор напряжения питания 5, измеритель светового потока 6. Там же изображен испытуемый материал 7. Дуговая лампа с ксеноновым наполнением 2 и формирователь диаграммы направленности 3 образуют излучатель; регулятор напряжения питания 5 и измеритель светового потока 6 - блок управления.
Заявляемое устройство работает следующим образом. С блока питания 1 подается напряжение на дуговую лампу с ксеноновым наполнением 2 и ее излучение, попадая на формирователь диаграммы направленности 3, преобразуется в равномерный по поперечному сечению световой поток и направляется на испытуемый материал 7. Измеритель светового потока 6 определяет поверхностную плотность потока излучения; при его уменьшении на заданную величину регулятор напряжения питания 5 подключает источник питания 1 к дополнительной дуговой лампе с ксеноновым наполнением 4 и переводит ее в рабочее состояние. Известно, что величина светового потока лампы зависит от величины напряжения, подводимого к ней. Регулятор напряжения питания 5 устанавливает напряжение на дополнительной дуговой лампе с ксеноновым наполнением 4 такое, при котором ее световой поток в точности компенсирует изменение светового потока от дуговой лампы с ксеноновым наполнением 2.
Таким образом, стабильность величины светового потока в процессе эксплуатации имитатора солнечного излучения обеспечивается путем введения в конструкцию дополнительной дуговой лампы с ксеноновым наполнением 4, у которой регулируется световой поток.
Кроме этого, заявляемая конструкция обладает повышенной надежностью, которая обеспечивается путем резервирования. Резервирование - это метод повышения надежности изделия путем применения структурной, функциональной, информационной или временной избыточности по отношению к минимально необходимой и достаточной для выполнения изделием заданных функций [3]. В заявляемой конструкции применена система структурного резервирования на основе общего ненагруженного резервирования. Это достигается тем, что в имитаторе солнечного излучения излучатель состоит из двух идентичных дуговых ламп с ксеноновым наполнением, каждая из которых может обеспечивать требуемые характеристики светового потока. В процессе эксплуатации в случае выхода из строя основного излучающего элемента, включается дополнительный.
Промышленная применимость заявляемого решения подтверждается тем, что предлагаемая конструкция имитатора солнечного излучения разработана с использованием стандартных элементов, широко используемых в настоящее время материалов. Устройство разработано для серийного изготовления в условиях промышленного производства с использованием стандартного оборудования и технологии.
Литература
1. Имитатор солнечного излучения. Пат. РФ №2088500, кл. B64G 7/00.
2. «Установка солнечной радиации» производства ОАО «ПО «Завод Стелла», www.zavodstella.ru/catalog/lamps.
3. ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения.