DE9100816U1 - Bestrahlungsvorrichtung zur Sonnensimulation - Google Patents
Bestrahlungsvorrichtung zur SonnensimulationInfo
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Description
Bestrahlungsvorrichtung zur Simulation einer Sonnenstrahlung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bestrahlungsvorrichtung zur Simulation einer Sonnenstrahlung mit mehreren Lainpsn die
zwischen einem Reflektor und einem im Abstand davon angeordneten Filter angeordnet sind.
Bei einer bekannten Vorrichtung zur Bestimmung der Licht- und Wetterbeständigkeit (DE-OS 32 21 392) sind mehrere Lampen in
einer Bestrahlungsvorrichtung angeordnet, die in der Zugangstür eines, einen klimatisierten Probenraum umschließenden,
Gehäuses vorgesehen ist. Als Lampen sind mehrere nebeneinander befestigte Leuchtstofflampen vorgesehen, die
überwiegend Ultraviolettstrahlung (UV-Strahlung) unterschiedlicher
Spektralverteilung emittieren. Dabei wird
angestrebt, daß der UV-Anteil der Sonnen- Globalstrahlung bei minimalem elektrischen Leistungsbedarf genau simuliert «werden
kann. Die Konstanz der spektralen Verteilung der von den Leuchtstofflampen emittierten Strahlung soll durch die Anordnung
wenigstens eines Kühlgeblases verbessert werden. Zur Erhöhung
der Bestrahlungsstarke ist vorgesehen, daß hinter
einer ersten Reihe von Leuchtstofflampen wenigstens eine
zweite Reihe von Leuchtstofflampen angeordnet wird.
Durch diese, einen relativ komplizierten Aufbau aufweisend©.
Vorrichtung ist lediglich eine relativ ungenaue Simulation einer Globalstrahlung möglich. Dies gilt entsprechend für
eine Anpassung der Globalstrahiung an unterschiedliehe spektrale
Verteilungen; ferner ist eine Konstanz der spektralen
Verteilung über längere Betriefosdauern nur unzureichend
sichergestellt.
Es 1st weiter ein Verfahren zum Prüfen der Wetterbeständigkeit
von Proben im Freien bekannt( DE-OS 28 16 548) bei dem Proben während des Tages einer natürlichen Globalstrahlung
und Wftterungseinflüesen ausgesetzt ist. Bei Däjn-
EBsrung oder Dunkelheit erfolgt eine Bestrahlung mit einer
oder mehreren Strahlenquellen, die ultraviolette bzw. superaktinische
Strahlung abgeben. Eine Änderung dsr Bestrahlungsstärke för die vorzugsweise als Infrarotstrahler
ausgebildeten Strahlenquellen wird unter Verwendung eines
oder mehrer Temperaturfühler angestrebt, die in der Ebene der
Proben angeordnet. ßinf- Diese Druckschrift enthält weder
Angaben betreffend eine genaue Simulation einer GlobaT-st-rahlung,
noch ^ine Einstellung der spektralen Emissien.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine einfach aufgebaute,
vielseitig einsehbare Bestrahlungsvorrichtung zur Sonnensimulation zu schaffen, mit der vorgebbare Spektren für
eine Sonnen-Globalstrahlung im Bereich der UV-Strahlung, der
Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich (VIS-Strahlung)
und der Infrarot (IR)-Strahlung, innerhalb von durch die Lar/r
Pencharakteristiken vorgegebenen Grenzen, relativ genau simuliert werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer gattungsgemäßen
Bestrahlungsvorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist somit bei einer Bestrahlungsvörrichtung
für eine Simulation mit vorgebbarer spektraler Emission und
vorgebbarer Bestrahlungsstärke vorgesehen, daß mindestens eine Metallhalogenidlampe für eine Strahlung im wesentlichen
im UV- und VIS-Bereich, und mindestens eine Halogenglühlampe für eine Strahlung im wesentlichen im IR-Bereich angeordnet
eind.
Erf"!ndurügeoemSß eind die Lampen entsprechend dem zu
simulierenden Spektrum sowie den Bestrahlungsstärken, unter
Berücksichtigung einer etwaigen gegenseitigen Beeinflussung,
aufeinander abgestimmt.
Dazu ist jeder Lampe eine eigene Einstelleinrichtung zum anfänglichen
Einstallen der spektralen Emission und der Bestrahl ur.gsstärke vor einem Einsatz der Bestrahlungseinrichtung
zugeordnet. Weiter sind für eine gute gegenseitige -An-
passung der jeweils -Individuell einstellbaren Lampen derart,
da0 jeweils ein vorgebbaree Spektrum mit einer vorgebbaren
Bestrahlungsstärke relativ genau erreicht Wird, sämtliche Lampen im Abstand voneinander so angeordnet sind, daß eine
gegenseitige EteeinfTussung im wesentlichen ausgeschlossen
es somit über die Einstel!vorrichtungen möglich, e<af3 vor
einem Einsatz unterschiedliche, dem jeweiligen Anwendungszwsck
entsprechende, spektrale Emissionen und Bestrahlungsstärken
für jede Lampe, und damit unterschiedliche,
zu simulierende Spektren eingestellt werden. Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen d&r erfindungsgemäßen
Bestrahlungsvorrichtung und von Vorrichtungen, die Anordnung derartiger Bestrahlungsvorrichtungen
ergeben &bgr; ich hub den röckbszogenen An&rrtich&n.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist für e1«a Simulation
miv bereichsweise variierbarer spektraler gifti^eion
und/oder faereichsvieise variierbarer Bestrahlungsstä'-ke vorgesehen,
eiap -i4'? Einstsl!einrichtungen Über die anfängliche
Einstellung hinaus während des Einsatzes der Bestrahlungsvorrichtung einstellbar sind. Eine derartige Einstellung kann
dabei manuell oder automatisch erfolgen. Mit der Bestrahlungsvorrichtung
kSnnen somit in einfacher und kostengünstiger Weise, imierhalb der durch die Betriebscharakteristiken
der einzelnen Lampen gegebenen Grenzen, Sonnensirpulationen
ausgehend von unterschiedlichen, bspw. durch Normung
oder PrüfVorschriften vorgegebenen Spektren, vorgenommen werden.
1 Aufgrund der gsgenseitigere Zuordnung der Lampen «nd der indi- ^
viduellen Einstelibarkeit über die jeweils einer Lampe züge- |
ordnete Einstellvorrichtung können weiterhin sich über eine |
längere Betriebsdauer, insbesondre für Metall halogenid lampen, !.
einstellende Veränderungen hinsichtlich der spektralen Emis- | sion und/oder Her Bestrahlungsttrke, so ausgeglichen werden, |
daB sich eine gute Konstanz hinsichtlich des simulierten |
Spektrums und der zugehörigen Bestrahlungsstärke ergibt. Eine | derartige Einstellung kann in vorteilhafter Weise automatisch |
unter Einsatz entsprechender Sensoren und Regelkreise vorgenommen werden.
Eine Anpassung kann erfinduhgsgemäß so erfolgen, daß eine
gegenüber der Ausgangseinstellung eine veränderte Charakteristik aufweisende Lan>De selbst, und/oder daß eine andere
Lempfi entsprechend der aufgetretenen Veränderung und dem
angestrebten, zu simulierenden Spektrum und der spektralen
Emission verändert wird.
So können bspw. erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise über
die entsprechenden Einetei!einrichtungen Latnpenströme derart
verändert werden, daß zeitliche Veränderungen der spektralen Emission einer MetalIhalogenidlampe während der Lebensdauer
dieser Lampe zumindest weitgehend ausgeglichen werden.
FQr eine gute Simulation einer Sonnen-Globalstrahlung hat
sich eine spektrale Emission im wesentlichen im Bereich von
250 bis 3000 ^m und eine Bestrahlungsstärke im wesentlichen
-fm Bereich vor 400 bis 1400 H/m2 als vorteilhaft erwiesen. Es
läßt sich damit eine bspw. für die Korrosionsschutzprüfung von Kraftfahrzeugteilein oder die Prüfung von Kunststoffen auf
Färb- und/oder Alterungsbeständigkeit geeignete Simulation
erzielen.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, daß jede
Einstellvorrichtung ei ine elektronische Leistungssteuerung umfasst. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist für die
Leistungssteuerung ein Schaltkreis vorgesehen, der eine Phasenanschnittsteuerung für einen Teilstrom zur Versorgung
einer Lampe umfasst.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind EinsteüVorrichtungen derart vorgesehen, daß zeitliche Veränderungen der spektralen Emission und der Bestrahlungsstärke
in einfacher Heise im wesentlichen ausgeglichen werden können . Z
Es ist weiter von Vorteil, daß mindestens eine Metallhaiogenlampe als Gasentladungslampe mit einer spektralen Emission
vorzugsweise im Bereich vor etwa 250 bis 1000 nm und einen
StrahlUngsfluß von etwa 520 Watt im Spektralbereich von etwa
250 bis 2500 nm,, Und/oder dap mindestens eine Halogenglühlampe als Tempeiraturstrahier mit einer Wendel temperatur von
etwa 2500 K und einem Strahlungsfluß von etwa 470 Watt im
Spektralbereich von etwa 500 bis 3000 nm ausgebildet 1st.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Filter
«in Quarz- oder ein Absorptionsglasfilter, dessen Oberfläche
Bereiche selektiv absorbierender Materiaien aufweist für eine
zumindest teilweise Abschwächung vorgebbarer Wellenbereiche.
In einfacher Welse kann damit über das Filter eine zusätzliche Anpassung der spektralen Emission und der Bestrahlungsstärke erzielt werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Bestrahlungsvorrichtung ein Gehäuse zugeordnet. Während es
erfindungsgersäB bedarfsweise möglich ist, daß eine oder
Mehrere erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtungen beispielsweise jeweils tiioer den Reflektor in einem Rahmen oder dgl.
gehaltert werden, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt,
einer, mehreren oder sämtlichen Bestrahlungsvorrichtungen ein Gehäuse zuzuordnen. Damit ergibt sich ein modularer Aufbau
der Bestrahlungsvorrichtungen, der deren Einbau innerhalb einer Vorrichtung zur Simulation mit mehreren Be- '
etrahiungsvorrichtungen erleichtert und die Gestaltungsmöglichkeiten für die Vorrichtung erhöht. Durch
entsprechende Anordnung und Zuordnung von Gehäusen kann somit in einfacher und kostengünstiger Weise eine vorgebbare Bestrahl ungsebene für eine Sonnensimulation oder eine gleichzeitige räumliche Bestrahlung unter verschiedenen Bestrahlungswinke In erfolgen. Damit können auch große Vorrichtungen zur Simullation in wirtschaftlicher Weise aufgebaut,
verändert und betrieben werden. Für einen weitgehend unterbrechungsfrsien Dauerbetrieb kann dabei bei einem Lampenausfall zunächst ein schneller Austausch der betroffenen Bestrahlungsvorrichtung, und daran anschließend ein Austausch
der Lampe in der ausgetauschten Bestrahlungsvorrichtung erfölgen.
In vorteilhafter Weise hat jedes Gehäuse Anschlußmittel für
die Befestigung in einer Halterung oder an mindestens einum
weiteren Gehäuse sowie einen elektrischen Anschluß zur Stromversorgung. Damit können Gehäuse zum Aufbau einer Vorrichtung zur Simulation in besonders einfacher Weise einander
zugeordnet und ggf. zur Veränderung der Vorrichtung, bspw. aufgrund unterschiedlicher zu bestrahlender Gegenstände, umgeordnet werden.
ts hat sich für eine Simulation als vorteilhaft erwiesen, daß
der Reflektor für eine diffuse Reflektion mindestens bereichsweise eine genarbte Oberfläche und/oder für eine
bereichsweise Strahlungeabsorption absorbierende Bereiche
aufweist. Damit kann neben einer Simulation des direkten Strahlungsanteils an der Globalstrahlung auch der, durch
atmosphärische Einflüsse verursachte, Anteil diffuser
Strahlung einfach und mit entsprechender Genauigkeit simuliert werden.
Für eine Erhöhung der Lebensdauer von Lampen hat es sich ferner als Vorteilhaft herausgestellt, daß mindestens eine
Lampenfassung für eine der Lampen als Strahlungsabschirmung
eine Abdeckung aufweist. Damit wird eine schädliche Erhitzung in dam, für die Haltbarkeit der Lampen besonders kritischen
Bereich ihrer Fassung vermieden.
Für den Aufbau einer aus mehreren Bestrahlungsvorrichtung bestehenden Vorrichtung zur Simulation hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, daß jede Bestrahlungsvorrichtung eine Lampenanordnung und einen Reflektor derart
aufweist, daß durch nebeneinander angeordnete Bestrahl ungsvorri chtungen jeweils eine Bestrahlungsebene im
vorgegebenen Abstand vor den Bestrahlungsvorrichtungen im
wesentlichen mit einer Strahlung gleichmäßig bestrahlt wird, die der spektralen Emission und der Bestrahlungsstärke einer
einzelnen Bestrahlungsvorrichtung entspricht.
Es ist weiterhin vorteilhaft, daß bei einer Vorrichtung für eine Simulation einer Sonnenstrahlung über eine Fläche
vorzugsweise mehr als vier Bestrahlungsvorrichtungen quadratisch oder rechteckförmig angeordnet sind.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungform ist mindestens einer Bestrahlungsvorrichtung ein Kühlgebläse zugeordnet.
Es kann dabei ggf. jedem Gehäuse einer Bestrahlungseinrichtung ein Kühigebläse zugeordnet sein. Es kann aber auch eine
Kühlung mehrer Bestrahlungsvorrichtung mit oder ohne Gehäuse durch eine oder Hssftrere Kühlgebläse erfolgen. Dabei können
die Kühlgehäuse individuellen Bestrahlungsvorrichtungen zugeordnet sein und benachbarte Bestrahlungsvorrichtungen gleichzeitig
mit Kühlen. Es können aber auch Kühleinrichtungen ohne
direkte Zuordnung zu einer Bestrahlungsvorrichtung zum
gemeinsamen Kühlen mehrerer Bestrahlungsvorrichtungen vorgesehen sein.
Zwei Ausführiaigsbeispieie für eine erfindungsgemäße
Bestrahlungsvorrichtung zur Simulation einer Sonnenstrahlung
werden anhand der Zeichnung mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
Fig. 1 einen Längsschnitt einer Bestrahlungsvorrichtung gemäß &in@m erste*? Atssföhrungshsispiel r
Fig. 2 einen Längsschnitt einer Bestrahlungsvorrichtung gemäß
einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur
Sonnensiimilation mit vier Bestrahiungsvorrichtungsn nach Fig.
2,
Fig, 4 ©ie Bsstrahlungsstärkeverteilung für die Vo richtung
nacft Fig, 3 in räumlicher Darstellung, und
Fig. 5 einen Schaltkreis für eine Einste11einrichtung einer
Lampe fe, eine Bestrahlungsvorrichtung nach den Fig?iren 1 bis
3. :
In Fig. 1 1st eine insgesamt mit 1 bezeichnete Bestrahlungsvorrichtung
zur Simulation einer Sonnenstrahlung mit bereichsweise variierbarer spektr&ier Emission und/oder
• ■ · ·
• S
bereichsweise variierbarer Bestrahlungsstärke dargestellt. Eine Vielzahl der Bestrahlungsvorrichtungen 1 kennen in einer
nicht dargestellten Vorrichtung zur Sonnensiüiulstion in einer
oder mehreren Ebenen angeordnet werden. Die Bestrahlungsvorrichtung
1 weist einen Reflektor 3 mit einer Deckenwand 5 und davon jeweils unter einem Neigungswinkel &agr; verlaufenden
Seitenwänden 7, 9 auf; die SeitenwSnde 7, 9 verlaufen von der
Deckenwand 5 so, daß sich der Reflektor 3 trichterförmig erweitert. Der Reflektor 3 kann bspw. aus einem eloxierter·
Aluminiumblech oder aus einem entsprechend beschichteten Kunststoff bestehen. Die Innenflächen der Wände 5, 7 und 9
sind vorzugsweise für eine diffuse Reflektion genarbt ausgebildet
und es können in nicht dargestellter Weise absorbierende
Bereiche vorgesehen sein.
In vertikalem Abstand voneinander sind mindestens eine Metal!halogenidlampe 11 als Gasentladungslampe und eine Halogenglühlampe
13 angeordnet. Die Metallhaiogenidlampe 1t ist
'crgsbbsrsn Abstand benachbart
angeordnet. Der Abstand zwischen den beiden oder sämtlichen Lampen 11, 13 ist so festgelegt, daß sich im
wesentlichen keine gegenseitige Beeinflussung hinsichtlich
der Strahlungswirkung ergibt.
Die beiden Lampen 11, 13 sind über schematisch dargestellte,
Jeweils zweiteilig ausgebildete Lampenfassungen 15; 15' bzw. il, 17' an dem Reflektor 3 festgelegt. Jede der Lampenfassungen
15, 15'und 17, 17* ist in nicht dargestellter Weise an
eine Stromversorgungseinrichtung angeschlossen. An der
Lampenfassung 15, 15' der Metal!halogenidlampe 11 ist der
Halogenglühlampe 13 gegenüberliegend eine die beiden Teile
d<sr Lampenfassung 15, 15' abschirmende Abdeckung 19 angeordnet.
Die Metalihaiogenidlampe 11 ist als Gasentladungslampe mit
einer spektralen Emission vorzugsweise im Bereich von etwa 250 bis 1000 nm und einen Strahlungsf1u3 von etwa 520 Watt im
Spektralbereich von etwa 250 bis 2500 nm ausgebildet. Diese
Lampe ist mit Metall- oder seltenen Erdhaiogeniden dotiert.
Die Halogenglöhlampe 13 als Temperaturstrahler mit einer Hendeltemperatur von etwa 2500 K und einem StrahlungsfIuB von
etwa 470 Watt im Spektralbereich von etwa 500 bis 3000 nm
ausgebildet.
Der Deckenwand 5 gegenüberliegend ist dem Reflektor 3 bzw.
den Lampen 11, 13 ein Filter 21 zugeordnet. Das Filter 21 kann als Quarz- oder Absorptionsfilter ausgebildet sein und
in nicht dargestellter Weise an der Oberfläche Bereich© selektiv absorbierender Materialien aufweisen, um eine
Strahlung in vorgebbaren Wellenlängenbereichen zumindest
teilweise abzuschwächen. Das Filter 21 kann unmittelbar an dem Reflektor 3 gehaltert sein oder, wie in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel„ an einer unvollständig dargestellten
Halteeinrichtung 23. Auf einer derartigen Halteeinrichtung 23
können in nicht dargestellter Weise mehrere Bestrahlungsvorrichtungen 1 angeordnet werden. Zum Befestigen können dabei
Halteelemente wie Klammern oder dergleichen vorgesehen werden; es können Bestrahlungsvorrichtungen 1 aber auch
lediglich auf Filter 21, die von der Hebeeinrichtung 23 getragen werden, oder auf Bereiche einer Halleinrichtung
aufgelegt werden.
Das in den Figuren 2 und 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiei für eine mit 25 bezeichnete Bestrahlungsvorrichtung
unterscheidet eich von der Bestrahlungsvorrichtung 1 nach
Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß der Bestrahlungsvorrichtung 25 ein Gehäuse 27 zugeordnet ist-, und dag der Reflektor
29 im Querschnitt im wesentlichen V-förmig ausgebildet ist. Die Lampenanordnung und das Filter entsprechen der Anordnung
unö ci<3P> Filter nach dem ersten ÄüsfGhFimiäsbeispiS'i; ss ssrdsrt
deshalb die gleichen Bezugszeichen verwendet und es wird eine Beschreibung diesbezüglich nicht wiederholt. Durch das
Gehäuse 25," dem in nicht dargestellter Weise ein KUh!gebläse
zugeordnet sein kann, und das unter Einbeziehung des Filters 21 im wesentlichen geschlossen sein kann - wobei dann gegebenenfalls Luftschlitze vorgesehen werden können - ergibt sich
ein modularer Aufbau für die Bestrahlungsvorrichtung 25. Je-
dem derart gebildeten Modul kann ein eigener Stromversorgungsanschluß
zugeordnet sein.
Der Reflektor 29 kann ebenso wie auch der Reflektor 3 durch
insgesamt vier Seitenwände seitlich geschlossen sein. Durch den modularen Aufbau können auch große Vorrichtungen zur
Simulation einer Sonnen-Globalstrahlung in einfacher und
wirtschaftlicher Vieisr aufgebaut werden.
Es können dabei mehrere derartiger Bestrahlungsvorrichtungen
2E, wie in Fig. * dargestellt, in einer Ebene angeordnet sein, in dem oJe auf Schienen 31 einer Halteeinrichtung 33
aufgelegt werden. Bei entsprechender Befestigung der f;eetrahlungsvorrichtungen
25 können diese aber auch an senkrechten oder geneigten Wänden angeordnet sein. In nicht dargestellter Weise können Gehäuse 27 auch Anechlußmittei
für eine Befestigung an einer Halteeinrichtung oder zum Verbinden benachbart angeordneter Gehäuse 27
aufweisen.
Für die vorrichtung nach Fig. 3 mit vier ins weservtliehen
quadratisch angeordneten Bestrahlungsvorrichtungen 25 ergibt sich bei entsprechender Anpassung der Lampen 11, 13, des Reflektors
29 und des Filters 21 die in Fig. 5 dargestellte, im wesentlichen gleichmäßige Bestrahlungsstärke über den
gesamten bestrahlten Bereich bzw. eine Bestrahlungsebene 34, eodaß im Bereich einer derartigen Ebene 34 eine gleichmäßige
Simulation für ein in dem bestrahlten Bereich angeordnetes Objekt erfolgen kann.
Für die Simulation einer Sonnen-Globalstrahlung mit einem Anteil
an direkter und einem Anteil diffuser Strahlung, der durch eine genarbte Oberfläche der Reflektoren 3, 29 erzeugt
werden kann, wird erfindungsgemäß eine genaue Anpassung hinsichtlich
der spektralen Efpieeion und der Bestrahlungsstärke
vorgenommen, über eine nicht dargestellte Einstelleinrichtung
wird erfindungsgemäß die Leistung sowohl der bzw. jeder Halogenid!
ampe ~11 als auch diejenige der bzw. jeder Halogenglühlampe
13 so angepasst, daß sich der angestrebte Spektralbereich mit der angestrebten Bestrahlungsstärke ergibt.
Diese Vorgehensweise ist bei beiden Bestrahlungsvorrichtungen
1, 25 gleich. Die jeweils jeder einzelnen Lampe 11, 13 züge-
ordneten Einstelleinrichtungen können in jedem Fall unmittelbar
dem Reflektor 3 bzw. dem Genauso 27 zugeordnet sein oder außerhalb davon, bspW. in einer zentralen Bedieneinheit,
vorgesehen sein. Die Einsteiieinrichturigen können jeweils so
stein» das mit ihnen eine anfängliche Anpassung der
der t»U\%&i,vtzt&ri Lasaperi Jf, 13 it Ine 3 c?*.!.*'oft i^r&a
Anteils an dem zu simulierenden Spektrum mit einer Strahlung
im wesentlichen im UV-, VIS- und IR-Bereich durchführbar ist.
Sie könnan vorzugsweise aber auch für eine Variation
simulierter Spektren so ausgebildet sein, daß jeweils die
spektrale Emission und die Bestrahlungsstärke für jede Lampe it, 13, innerhalb der durch die jeweilige lampencharakteristik
vorgfeiisbenen Grenzen, einstellbar sind. Nöben oar Variation
zu simulierender Spektren d.h. der Simulation unterschied
tisihsr, einstellbarer Spektren ergibt sich dasr't such
die Möglichkeit, daß sich Über eine längere Betriebsdauer
verändernd© Lampencharakterist-iken für die Lampe?? ti, IS ausgeglichen
^srden können um ein vorgegebenes Spekt^uE.· weitestgehend
in gieichbieibender Weise zu simulieren.
Ein AniJSSfcssrs;, Rann dabei gegebenenfalls sowohl über die Einstelleinrichtung
derjenigen Lampe 11, 13 erfolgen, deren Charakteristik sich geändert hat; es kann aber erfindüngsgemäß
auch eine Anpassung über die Einstelleinrichtung der jeweils anderen Lampe 13, 11 oder über die Einstel!einrichtungen
beid&r Lesnpen 11 r 13 vorgenommen werden.
Jede Einstelleinrichtung kann eine elektronische Leistungssteuerung
aufweisen. Die Steuerung kann dabei eine Phasenanschnittsteuerung
»anfassen, In besonders vorteilhafter Weise kann eine Einsfcslleinrichtung einen in Figur 5 sehematisch
dargestellter? Schaltkreis 41 aufweisen. Die Anschlußleitung
43 für eins Verbindung der Lampen 11, 13 mit einer Spannungsquelle
44 waist danach zwischen Anschlußpunkten 45 und 47 zwei parallgeschaltete Leitungsstücke 49 bzw. 51 auf. Das
Leitungsstöck iS siit dem Widerstand 53 dient der Stromversorgung
der Lamps 11 bzw. 13 mit einer im wesentlichen unveränderten
Grundlast. Demgegenüber sind in dem for eine
Teil- bzw. Rege!last vorgesehenen Leitungstück 51 eine
angedeutete Phasenanschnittsteuerung 55 und ein Widerstand hintereinandorgeschaltet. Damit wird eine genaue und einfache &rgr;
Einstellung für die Lampen 11, 13 ermöglicht und es wird in einfacher Ueise eine, bei einer den Gesamtstroni betreffenden
Phasenanschnittsteuerung auftretende, Lichtweliigkeit von
Entladungslampen 11 weitgehend vermieden. Eine derartige
Lichtwelligkeit ergibt sich bei einer herkömmlichen Phasenanschnittsteuerung
dadurch, daß die an der Lampe anliegende Spannung zeitlich verlängerte Nulldurchgänge aufweist, in denen
die Entladung teilweise erlöscht, so daß sich eine die Lichtwelligkeit störende Dunkelphase einstellt. Hit dem
erfindunssg&müßert Schaltkreis nach Fig. 5 werden die NuIldurcbgänge
der Wechselspannung nicht verlängert. Da über die
GrundTast des Leitungsstuckes 51 genügend Ladungsträger erhalten
bieiban wird trotz der Phasenanschnittsteuerung 55 die
Dunkelphase für die Lampe 11 nicht verlängert, sodaß die
Lichtwelligkeit wesentlich herabgesetzt wird. Es hat sich
dabei ein Verhältnis zwischen der Regel- und der Grundlast von 1/3 als vorteilhaft herausgestellt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit einer vorgebbaren Anzahl von Bestrahlungsvorrichtungen 1, 25 vielseitig zur
Simulation mit vorgebbaren und ggf. veränderbaren Spektren, bspw. zur Korrosionsprüfung von Kraftfahrzeugteilen, zur Prüfung
der Beständigkeit von Kunststoffteilen und dgl.,
einsetzbar. Es sind weiterhin Bestrahlungsvorrichtungen in
einfacher Heise in vorhandenen Vorrichtungen zur Sonnensimulation nachrüstbar.
Claims (17)
- Gebrauchsmusteranme1dung Dr. K. Hönie QmbHAnsprüchet. Bestrahlungsvorrichtung zur Simulation einer Sonnenstrahlung mit mehreren Lampen die zwischen einem Reflektor und einem im Abstand davon angeordneten Filter angeordnet eind,dadurch gekennzeichnet, daß für eine Simulation mit vorgebbarer spektraler Emission und Bestrahlungsstärke mindestens eine Metallhalogenidlampe (11) für eine Strahlung im wesaniileh&n ins UV- und VIS-Bereich, und mindestens eine Halogenglühlampe (13) für eine Strahlung im wesentlichen im IR-Ber®1eh angeordnet sind, daß die Lampen (11, 13) aufeinander abgestifisnt sind, jeder Lampe (11, 13) eine Einstelleinrichtung zinn Einstellen der spektralen Emission und der Bestrahlungsstärke zugeordnet ist, und daß sämtliche Lampen (11, 13) im Abstand voneinander so angeordnet sind, daß eine gegenseitige Beeinflussung im wesentlichen ausgeschlossen wird.
- 2. Bestrahlungevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch-gekennzeichnet, daß für eine Simulation mit bereichsweise variierbarer spektraler Emission und/oder bereichsweise variierbarer Bestrahlungsstärke jeder Lampe (11, 13) eine Einstelleinrichtung zum Einstellen der spektralen Emission und der Bestrahlungsstärke zugeordnet ist.
- 3. Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die simulierte Sonnenstrahlung eine spektrale Emission im wesentlichen im Bereich von 250 bis 3000 nm und eine Bestrahlungsstärke im wesentlichen im Bereich von 400 bis 1400 W/m2 aufweist.
- 4. BestrahTangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einstellvorrichtung eine elektronische Leistungssteuerung umfasst.
- 5. Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungesteuerung einen Schaltkreis (41) mit einer Phasenanschnittsteuerung für einen Teilstrom zur Versorgung einer Lamps umfasst.
- &bgr;. Bestrahlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bi3 5, gekennzeichnet durch Einstellvorrichtungen derart, daß zeitliche Veränderungen der spektralen Emission und der Bestrahlungsstärke in einfacher Weise im wesentlichen automatisch ausgeglichen werden können»
- 7. Bestrahlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Metallhalogenlaropa (11} als Gasentladungslampe mit einer spektralen Emission vorzugsweise im Bereich von etwa 250 bis 100Q nm und einen StrahlungsfIuB von etwa 520 Watt im Spektralbereich von etwa 250 bis 2500 nm ausgebildet ist.
- &bgr;. Bestrahlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Halogenglühlampe (13) als Temperaturstrahler mit einer Wendeltemperatur von etwa 2500 K und einem StrahlungsfIuP von etwa 470 Watt im Spektralbereich von etwa 500 bis 3000 nm ausgebildet ist.
- 9. Bestrahlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (21) ein Quarz- oder ein Absorptionsglasfilter ist, dessen Oberfläche Bereiche selektiv absorbierender Materialen aufweist für eine zumindest teilweise Abschwächung vorgebbarer Wellenlängenbereiche.
- 10. Bestrahlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bestrahlungsvorrichtung (25) ein Gehäuse (27) zugeordnet ist.
- 11. Bestrahlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gehäuse (27) An-schlußmittel für die Befestigung in einer Halterung oder an mindestens einem weiteren Gehäuse aufweist.
- 12. Bestrahlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis11, dadurch gekennzeichnet, daB der Reflektor (3, 29) für eine diffuse Reflektion mindestens bereichsweise eine genarbte Oberfläche und/oder für eine bereichsweise Strahlungsabsorption absorbierende Bereiche aufweist.
- 13. Bestrahlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bie12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lampenanordnung (11, 13) und ein Reflektor (3, 29) derart vorgesehen sind, daß durch nebeneinander angeordnete Bestrahlungsvorrichtungen (1, 25) jeweils-eine Bestrahlungsebene (34) im vorgegebenen Abstand vor den Bestrahlungsvorrichtungen (1, 25) im wesentlichen mit einer Strahlung gleichmäßig bestrahlt wird, die der spektralen Emission und d&r Bestrahlungsstärke ^insr einzelnen Bestrahlungsvorrichtung (1, 25) entspricht.
- 14. Bestrahlungsvorrichtung naGh einem der Ansprüche 1 bis13r dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Lampenfassung (15, 15*) für eine der Lampen (11) als Strahlungsabschirmung eine At>derV.j.mg (19) aufweist.
- 15. Vorrichtung zur Simulation einer Sonnenstrahlung, gekennzeichnet durch die Anordnung einer oder mehrerer Bes»*rsii&igr;tsngsvorrTCi»«*tsng€5n ns.c?r e^nesi Ousr issnrsreri «sr Ansprüche i bis 13.
- ie, vor richtung nach Anspruch iö, dadurch gekennzeichnet, dap für eine flächenhafte Simulation einer Sonnenstrahlung voizugt^dise mehr als vier Bestrahlungsvorrichtungen (2£) quadratisch oder rechteckförnrig angeordnet sind.
- 17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer Bestrahlungsvorrichtung (1, 25) ein Kühl gebläse zugeordnet ist.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE9100816U DE9100816U1 (de) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | Bestrahlungsvorrichtung zur Sonnensimulation |
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| DE9100816U DE9100816U1 (de) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | Bestrahlungsvorrichtung zur Sonnensimulation |
Publications (1)
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| DE9100816U1 true DE9100816U1 (de) | 1991-04-11 |
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ID=6863645
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE9100816U Expired - Lifetime DE9100816U1 (de) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | Bestrahlungsvorrichtung zur Sonnensimulation |
Country Status (1)
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