太陽輻射熱效應(yīng)是評(píng)估軍用車輛在極端高溫環(huán)境下適應(yīng)性與可靠性的關(guān)鍵。為攻克大尺寸整車多面均勻輻照與日循環(huán)精準(zhǔn)模擬的技術(shù)難題,紫創(chuàng)測(cè)控luminbox基于國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),可提供集成高精度溫度控制與大尺寸太陽光模擬器的完整試驗(yàn)系統(tǒng)解決方案,實(shí)現(xiàn)對(duì)軍用車輛五面均勻輻照的日循環(huán)環(huán)境的高保真模擬。
軍用太陽輻射模擬試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
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國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中太陽輻射熱效應(yīng)試驗(yàn)指標(biāo)對(duì)比
太陽輻射試驗(yàn)旨在模擬裝備在真實(shí)日照環(huán)境下所承受的熱負(fù)荷與溫度梯度。為確保試驗(yàn)的科學(xué)性與可比性,設(shè)計(jì)前需系統(tǒng)研究并對(duì)比國(guó)內(nèi)外主流標(biāo)準(zhǔn)。
我國(guó)《GJB 150.7A—2009 軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法 第7部分:太陽輻射試驗(yàn)》是核心依據(jù),其程序I(循環(huán)試驗(yàn))專門考核熱效應(yīng),規(guī)定了不同氣候區(qū)(如A1干熱地區(qū))在24小時(shí)日循環(huán)內(nèi)的溫度與輻照度變化曲線。與之類似,美軍標(biāo)MIL-STD-810H 方法505.7也提供了相近的試驗(yàn)程序與指標(biāo)。
通過對(duì)GJB 150.7A、MIL-STD-810H、DEF STAN 00-35及GJB 2093A等標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比分析,明確了試驗(yàn)室的關(guān)鍵設(shè)計(jì)輸入條件:溫度范圍需覆蓋常溫至50℃,控溫精度±2℃以內(nèi);輻照度范圍0-1120 W/m2,均勻度需優(yōu)于10%,允差滿足標(biāo)準(zhǔn)要求(如GJB 150.7A規(guī)定為±47 W/m2);同時(shí)需具備實(shí)現(xiàn)日循環(huán)變化程序與控制的能力。
太陽輻射熱效應(yīng)模擬試驗(yàn)室設(shè)計(jì)
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燈陣排列與輻照度仿真結(jié)果
試驗(yàn)室由溫度控制系統(tǒng)和太陽模擬系統(tǒng)構(gòu)成,兩者既可獨(dú)立運(yùn)行,也可協(xié)同工作以模擬復(fù)雜的真實(shí)環(huán)境。
1. 溫度控制系統(tǒng)
該系統(tǒng)負(fù)責(zé)營(yíng)造并精確控制試驗(yàn)艙內(nèi)的空氣環(huán)境。它通過循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)保證試驗(yàn)區(qū)域風(fēng)速可控(<1.5 m/s),并利用高效換熱器與PID控制算法,調(diào)節(jié)電加熱功率與載冷劑流量,實(shí)現(xiàn)±2℃的高精度溫度控制。同時(shí),集成的新風(fēng)與排煙系統(tǒng)確保了試驗(yàn)期間艙內(nèi)空氣新鮮、壓力穩(wěn)定,并能安全處理車輛運(yùn)行產(chǎn)生的尾氣。
2. 太陽模擬系統(tǒng)
這是實(shí)現(xiàn)太陽輻射熱效應(yīng)模擬的關(guān)鍵設(shè)備,其設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于光源選擇、燈陣布局與機(jī)械結(jié)構(gòu)。
光源選擇:針對(duì)整車級(jí)大尺寸試驗(yàn)需求,選用金鹵燈作為光源。其光譜覆蓋了產(chǎn)生主要熱效應(yīng)的紅外波段,功率高、強(qiáng)度連續(xù)可調(diào),適合大范圍均勻輻照。
機(jī)械與燈陣設(shè)計(jì):為滿足長(zhǎng)達(dá)10米、寬約3.5米的大型軍用車輛五面(頂及四個(gè)側(cè)面)均勻照射需求,設(shè)計(jì)了可移動(dòng)式燈架。頂部燈架可升降,側(cè)方燈架可沿軌道移動(dòng)并調(diào)節(jié)角度,靈活適配不同車型。燈陣布局經(jīng)過仿真優(yōu)化,采用矩陣式排列,確保了在距離1.5米的照射面上,輻照均勻度優(yōu)于10%。
集成控制與性能驗(yàn)證
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A1地區(qū)日循環(huán)試驗(yàn)環(huán)境模擬曲線
兩套系統(tǒng)通過基于TCP/IP的中央控制系統(tǒng)進(jìn)行集成。試驗(yàn)時(shí),溫度控制系統(tǒng)作為主控,在達(dá)到環(huán)境起始條件后,同步啟動(dòng)太陽模擬系統(tǒng),共同執(zhí)行預(yù)設(shè)的日循環(huán)程序。
通過兩項(xiàng)關(guān)鍵測(cè)試驗(yàn)證系統(tǒng)性能:
均勻度測(cè)試:依據(jù)JJF 1615-2017規(guī)范實(shí)測(cè),頂部及兩側(cè)輻照面的均勻度分別為4.51%、8.45%和6.74%,全部滿足<10%的設(shè)計(jì)要求。
日循環(huán)模擬試驗(yàn):按照GJB 150.7A程序I(A1干熱地區(qū))的24小時(shí)曲線運(yùn)行。結(jié)果顯示,輻照度最大偏差為+10.6 W/m2,溫度最大偏差為+2.0℃,均在標(biāo)準(zhǔn)允差范圍內(nèi),成功復(fù)現(xiàn)了目標(biāo)熱環(huán)境。
本文設(shè)計(jì)的太陽輻射熱效應(yīng)模擬試驗(yàn)室,有效整合了高精度環(huán)境控制與大尺度動(dòng)態(tài)輻照技術(shù),解決了大尺寸軍用車輛多面均勻輻射熱模擬的難題。測(cè)試表明,其性能完全滿足GJB 150.7A等軍用標(biāo)準(zhǔn),具備對(duì)裝備進(jìn)行嚴(yán)格、可重復(fù)的太陽輻射熱效應(yīng)考核的能力。
Luminbox大面積環(huán)境艙/環(huán)境箱用太陽光模擬
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紫創(chuàng)測(cè)控Luminbox大面積環(huán)境艙/環(huán)境箱用太陽光模擬,以全維度適配性與精準(zhǔn)控制能力為核心,精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)自然太陽光特性,為各大尺寸樣品提供高效專業(yè)光照模擬解決方案。

采用金鹵燈,性價(jià)比高,測(cè)試成本低,周期短
每個(gè)燈源有一套電源控制系統(tǒng),輻照度可單獨(dú)控制
測(cè)試過程中,輻照度數(shù)據(jù)可跟蹤記錄,輻照量達(dá)到要求后,可自動(dòng)停止測(cè)試
可設(shè)定溫度、運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)、累計(jì)輻射強(qiáng)度參數(shù)等
紫創(chuàng)測(cè)控Luminbox大面積環(huán)境艙/環(huán)境箱用太陽光模擬已廣泛應(yīng)用于國(guó)防軍工、航天航空、太陽能電池等領(lǐng)域。未來,紫創(chuàng)測(cè)控將持續(xù)優(yōu)化光源技術(shù)與控制算法,進(jìn)一步為用戶提供更高效的環(huán)境試驗(yàn)光照支持。
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