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Como um dispositivo chave para testar dispositivos fotovoltaicos, fotocatalíticos e de resposta fotoelétrica, a função principal da lâmpada de simulação solar é reproduzir o espectro solar e a saída de um ponto de luz estável. No entanto, os sistemas tradicionais de fonte de luz geralmente fazem com que os componentes ópticos mudem devido à vibração mecânica (como manuseio de equipamentos, vibração da tabela de laboratório) ou alterações de temperatura (como aumento da temperatura ambiente, aquecimento da fonte de luz), o que, por sua vez, causa problemas como distorção do ponto leve e redução de uniformidade. A série P&X resolve esse ponto de dor da indústria da raiz através do projeto fixo integrado do refletor e da lente, fornecendo garantia confiável para testes ópticos de alta precisão.
A vantagem central do design fixo integrado
A série P&X usa liga de alumínio de grau de aviação como o material principal do suporte fixo. O módulo de seu jovem (rigidez) é 40% maior que o da liga de alumínio comum, que pode resistir efetivamente à deformação causada por vibração mecânica. Ao mesmo tempo, a superfície do suporte é revestida com um revestimento de cerâmica com um baixo coeficiente de expansão térmica (CTE), de modo que o valor geral do CTE é controlado dentro de 2,5 × 10⁻⁶/℃, o que é muito menor que as mudanças CTE causadas por vidro óptico (7 × 10⁻⁶/℃), reduzindo a redução das mudanças dívidas causadas.
Os anéis de fixação da lente e do refletor são feitos de liga de titânio, que têm melhor força e rigidez do que o aço inoxidável tradicional e, através do processamento de precisão, a planicidade da superfície de contato com o elemento óptico é garantido ≤0.01mm, evitando o desvio óptico causado pela tensão de montagem.
O suporte fixo adota uma estrutura de treliça, e a distribuição de tensão dos principais nós é otimizada através da análise de elementos finitos (FEA), o que aumenta a rigidez geral em 30%. No teste de vibração, a estrutura pode suportar o impacto da aceleração de 10g, e o deslocamento do elemento óptico é ≤0,02mm, o que é muito maior que o padrão da indústria de 0,1 mm.
Além disso, a conexão entre o suporte e o elemento óptico adota um design de "suporte flutuante de três pontos", que permite que o elemento se mova ligeiramente em uma direção específica durante a expansão e contração térmica, mantendo a precisão do posicionamento através da pré-carga elástica. Esse projeto não apenas evita a concentração de tensão causada por conexão rígida, mas também garante estabilidade no uso a longo prazo.
A geração de calor de fontes de luz é o principal fator que causa mudanças de temperatura. A série P&X integra um dissipador de calor de grafeno de alta condutividade térmica na parte traseira da fonte de luz e coopera com um sistema de resfriamento de água circulante para controlar a flutuação da temperatura da fonte de luz dentro de ± 1 ° C. Ao mesmo tempo, o interior do suporte é preenchido com material de isolamento de ar para bloquear a condução do calor no elemento óptico, de modo que o gradiente de temperatura da lente e o refletor seja ≤0,5 ° C/cm.
Para compensar ainda mais a deformação térmica, o suporte adota uma estrutura de compensação bimetálica. Quando a temperatura aumenta, a folha de compensação ajusta automaticamente o espaçamento do anel de fixação para compensar as alterações dimensionais causadas pela expansão térmica. Experimentos mostraram que essa tecnologia pode reduzir o deslocamento dos elementos ópticos em 60%.
Caminho de implementação de tecnologia: controle completo do processo do design para a verificação
Os anéis de fixação da lente e do refletor são fabricados por um centro de usinagem CNC (CNC), com uma rugosidade da superfície RA≤0,4μm, garantindo que não haja deformação microscópica na superfície de contato com o elemento óptico. Durante o processo de montagem, o interferômetro a laser monitora a planicidade e o paralelismo dos componentes em tempo real e alarmes automaticamente quando o desvio excede 0,005 mm.
A montagem do suporte fixo integrado adota um design modular e cada componente é conectado por um pino de posicionamento e parafuso de alta precisão, e o erro de montagem é ≤0,02mm. Após a conclusão da montagem, é realizado um teste de envelhecimento de 24 horas para garantir que a estabilidade estrutural atenda aos requisitos de projeto.
Para verificar a estabilidade estrutural, a série P & X passou em vários testes rigorosos:
Teste de vibração: simular o ambiente de vibração durante o transporte, a faixa de frequência é de 5-200Hz, a aceleração é de 10g e dura 1 hora. O deslocamento do elemento óptico é ≤0,02 mm;
Teste do ciclo de temperatura: ciclo de temperatura extremo de -40 ℃ a 80 ℃, cada ciclo é de 24 horas, um total de 10 ciclos e a uniformidade do ponto muda ≤2%;
Teste de calor úmido: 1000 horas em um ambiente de 85 ℃/85%RH, sem corrosão ou deslocamento de componentes ópticos.
A uniformidade do ponto da série P & X é avaliada quantitativamente por uma câmera CCD de alta resolução e software de análise de pontos. As experiências mostram que a uma distância padrão de trabalho (500 mm), a diferença de intensidade em cada ponto do local é ≤5%e, após 1000 horas de operação contínua, a alteração da uniformidade é ≤1%, excedendo em muito o padrão da indústria de 10%.
Cenários de valor e aplicação da indústria
Nos testes de eficiência de células solares, a uniformidade do ponto afeta diretamente a precisão da curva I-V. A estabilidade à vista da série P & X pode reduzir o erro de teste de eficiência para ± 0,5%, fornecendo uma base confiável para pesquisa e desenvolvimento de materiais e otimização de processos.
As experiências de fotodegradação são altamente sensíveis às condições de iluminação. A estabilidade estrutural da série P & X garante a repetibilidade de resultados experimentais, evita erros causados pelo deslocamento da fonte de luz e fornece uma plataforma estável para a avaliação de desempenho dos fotocatalisadores.
Na detecção de defeitos de superfície sem contato, a uniformidade do ponto do P & X Series Sun Simulator Light pode melhorar a precisão da identificação de defeitos. Por exemplo, na detecção de El de módulos fotovoltaicos, as rachaduras no nível da mícrons podem ser claramente distinguidas para ajudar o controle da qualidade do produto.
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