專利名稱：材料法向發(fā)射比測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種材料法向發(fā)射比測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
材料法向發(fā)射比是指平板材料法向輻射出射度與黑體法向輻射出射度的比值。這個比值在太陽能利用時對所用材料的選擇有重要作用，其能夠檢測太陽能利用效率的高低。目前，材料法向發(fā)射比測試系統(tǒng)由內(nèi)設(shè)黑體腔和材料測試腔的恒溫?zé)崴?、給恒溫?zé)崴浼訜岬碾娂訜崞鳎糜诳刂茰厣闹评淦?，與恒溫?zé)崴湎嗤ǖ难h(huán)管路、用來測量恒溫?zé)崴錅囟鹊臏乜販y量系統(tǒng)組成。因為在測量黑體腔的輻射值時應(yīng)與測量材料試驗腔的輻射值溫度相同，在測試時恒溫?zé)崴涞臏囟确€(wěn)定對測試結(jié)果有很大影響。恒溫的實現(xiàn)主要取決于制冷與加熱之間的互補，現(xiàn)階段制冷方法都采用大型制冷機組，其能耗高，體積大，設(shè)備投資高，不適于小型循環(huán)設(shè)備；此外，現(xiàn)有的材料法向發(fā)射比測試系統(tǒng)沒有零點校正功能，以及采用熱敏電阻測量黑體腔和材料試驗腔溫度，反應(yīng)不靈敏，誤差大，因此測量結(jié)果準確度不高。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種在測量黑體腔的輻射值與測量材料試驗腔的輻射值時保證溫度相同的材料法向發(fā)射比測試系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)緊湊，成本低，體積小，能耗低，反應(yīng)靈敏，誤差小，測試數(shù)據(jù)準確度高，適用于小型循環(huán)設(shè)備。本實用新型的技術(shù)方案是:該材料法向發(fā)射比測試系統(tǒng)，包括熱水箱，位于熱水箱下面的冷水箱，連通熱水箱的熱水循環(huán)管路和連通冷水箱的冷水循環(huán)管路，PID調(diào)節(jié)數(shù)顯溫控儀，置于熱水箱內(nèi)的循環(huán)泵1、溫度傳感器I和電加熱器1、黑體腔和材料試驗腔，置于冷水箱內(nèi)的循環(huán)泵I1、溫度傳感器I1、電加熱器II，所述溫度傳感器1、溫度傳感器II分別與PID調(diào)節(jié)數(shù)顯溫控儀的信號輸入端相連，PID調(diào)節(jié)數(shù)顯溫控儀的輸出端分別與電加熱器I及電加熱器II相連，冷水箱和熱水箱上設(shè)有上水管路和溢流排水管路，其特殊之處是:在冷水箱內(nèi)設(shè)有半導(dǎo)體制冷器和零點校正腔，在冷水箱外設(shè)有與冷水箱相通的腔座，在腔座內(nèi)放置有紅外測試腔，紅外測試腔底面置有與PID調(diào)節(jié)數(shù)顯溫控儀的信號輸入端相連的紅外測溫元件，所述半導(dǎo)體制冷器與PID調(diào)節(jié)數(shù)顯溫控儀的信號輸出端相連。所述腔座通過冷水循環(huán)管路與冷水箱相通。所述上水管路通過上水主控制閥、冷水箱控制閥和熱水箱控制閥分別與冷水箱和熱水箱底部相通，在熱水箱內(nèi)頂部設(shè)有排氣管和排氣閥，溢流排水管路上設(shè)有溢流控制閥，溢流排水管路分別與冷水箱和熱水箱內(nèi)頂部相通，與冷水箱和熱水箱底部相通的上水管通過冷水箱控制閥、熱水箱控制閥以及排水閥與溢流排水管路相通。本實用新型的有益效果是:1、采用半導(dǎo)體制冷器制冷，將半導(dǎo)體制冷器冷凝面與待測環(huán)境緊密連接，即可起到制冷作用，制冷效率高，減小了測試系統(tǒng)的整體體積，并降低了生產(chǎn)成本且節(jié)能，尤其適于小型循環(huán)設(shè)備。2、采用紅外測溫測試腔用以檢測黑體腔、材料試驗腔和零點校正腔的數(shù)據(jù)，具有無接觸測溫、遠距離測量高溫等特點。測試時可不直接接觸冷、熱水箱內(nèi)部而直接測試出數(shù)據(jù)，且采用插裝形式更方便移動，簡化了操作步驟。并且紅外測溫元件靈敏度高，響應(yīng)時間快，進而檢測信號穩(wěn)定且速度快，提升了測試數(shù)據(jù)的實時性。通過零點校正腔，可進行零點校正，提高了測試數(shù)據(jù)的準確性。3、通過半導(dǎo)體制冷器起到制冷作用，再與PID調(diào)節(jié)的加熱器配合形成循環(huán)水流，可以達到測試環(huán)境80±0.1°C穩(wěn)定不變。試驗結(jié)果溫差達到±0.1度。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中紅外測試腔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1中零點校正腔的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:黑體腔1，材料試驗腔2，零點校正腔3，紅外測試腔4，紅外測溫元件401，PID調(diào)節(jié)數(shù)顯溫控儀5，熱水箱6，冷水箱7，溫度傳感器I 8，電加熱器I 9，熱水器循環(huán)管路10，循環(huán)泵I 11，溫度傳感器II 12，電加熱器II 13，冷水箱循環(huán)管路14，循環(huán)泵II 15，半導(dǎo)體制冷器16，腔座17，上水管路18、溢流排水管路19，排水閥20，上水主控制閥21，熱水箱控制閥22，冷水箱控制閥23，排氣管24，排氣閥25，溢流控制閥26。
具體實施方式
如圖1所示，該材料法向發(fā)射比測試系統(tǒng)，包括熱水箱6，位于在熱水箱6下面的冷水箱7，與冷水箱7相通的冷水箱循環(huán)管路14和與熱水箱6連通的熱水器循環(huán)管路10，位于熱水箱6上面的PID調(diào)節(jié)數(shù)顯溫控儀5，設(shè)在熱水箱6內(nèi)的溫度傳感器I 8、循環(huán)泵I 11、黑體腔1、材料試驗腔2、電加熱器I 9，設(shè)于冷水箱7內(nèi)的溫度傳感器II 12、循環(huán)泵II 15，零點校正腔3、半導(dǎo)體制冷器16和電加熱器II 13，用來分別對黑體腔1、材料試驗腔2和零點校正腔3進行測試的紅外測試腔4，紅外測試腔4底面設(shè)有紅外測溫元件401如圖2所示；所述紅外測試腔4配置有腔座17，平時將紅外測試腔4放置在腔座17內(nèi)，所述腔座17與冷水箱循環(huán)管路14相通(也可通過另設(shè)的連接管路與冷水箱7相通)，用來將冷水引入腔座17內(nèi)，即與冷水箱7內(nèi)的水為同一循環(huán)，確保冷水箱7與腔座17內(nèi)水溫保持一致。PID調(diào)節(jié)數(shù)顯溫控儀5的信號輸入端分別與溫度傳感器I 8、溫度傳感器II 12和紅外測試腔4電連接，PID調(diào)節(jié)數(shù)顯溫控儀5的信號輸出端分別與電加熱器I 9、斗導(dǎo)體制冷器16和電加熱器II 13電連接，控制加熱、制冷并顯示測試法向發(fā)射比數(shù)據(jù)。如圖3所示，零點校正腔3的測試窗口設(shè)在冷水箱7外側(cè)，黑體腔I和材料試驗腔2的測試窗口設(shè)在熱水箱5外側(cè)，紅外測試腔4是可移動的，以便對零點校正腔3、黑體腔1、材料試驗腔2分別進行測試。冷水箱7和熱水箱6上設(shè)有上水管路18、溢流排水管路19，上水管路18通過上水主控制閥21、冷水箱控制閥23和熱水箱控制閥22分別與冷水箱7和熱水箱6底部相通，在熱水箱6內(nèi)頂部設(shè)有排氣管24和排氣閥25，溢流排水管路19上設(shè)有溢流控制閥26，溢流排水管路19分別與冷水箱7和熱水箱6內(nèi)頂部相通，與冷水箱7和熱水箱6底部相通的上水管18通過冷水箱控制閥23、熱水箱控制閥22以及排水閥20與溢流排水管路19相通。上水時，打開上水主控制閥2，再打開冷水箱控制閥23，冷水箱7內(nèi)水位至溢流口位置時由溢液排水閥26排出，關(guān)閉冷水箱控制閥23，打開熱水箱控制閥22，向熱水箱6內(nèi)加水，水位至溢流口位置時，溢流排水管路19排水，關(guān)閉熱水箱控制閥22。由PID調(diào)節(jié)的電加熱器I 9來實現(xiàn)熱水箱6的恒溫控制，經(jīng)過循環(huán)泵I 11循環(huán)使熱水箱6內(nèi)各處溫度保持一致；將半導(dǎo)體制冷器16冷凝面與待測環(huán)境緊密連接，冷水箱7則由半導(dǎo)體制冷器16和PID調(diào)節(jié)的電加熱器II 13的共同作用通過循環(huán)泵II 15循環(huán)使冷水箱7各處溫度保持一致。然后將熱外測試腔4分別放入零點校正腔3、黑體腔1、材料試驗腔2進行零點校正和相應(yīng)測試。測試后，打開冷水箱控制閥23、排水閥20，將冷水箱7內(nèi)的水經(jīng)上水管路18、溢流排水管路19排出，然后打開熱水箱控制閥22,使熱水箱6內(nèi)的水由上水管路18、溢流排水管路19排出。
權(quán)利要求1.一種材料法向發(fā)射比測試系統(tǒng)，包括熱水箱，位于熱水箱下面的冷水箱，連通熱水箱的熱水循環(huán)管路和連通冷水箱的冷水循環(huán)管路，PID調(diào)節(jié)數(shù)顯溫控儀，置于熱水箱內(nèi)的循環(huán)泵1、溫度傳感器I和電加熱器1、黑體腔和材料試驗腔，置于冷水箱內(nèi)的循環(huán)泵I1、溫度傳感器I1、電加熱器II，所述溫度傳感器1、溫度傳感器II分別與PID調(diào)節(jié)數(shù)顯溫控儀的信號輸入端相連，PID調(diào)節(jié)數(shù)顯溫控儀的輸出端分別與電加熱器I及電加熱器II相連，冷水箱和熱水箱上設(shè)有上水管路和溢流排水管路，其特征是:在冷水箱內(nèi)設(shè)有半導(dǎo)體制冷器和零點校正腔，在冷水箱外設(shè)有與冷水箱相通的腔座，在腔座內(nèi)放置有紅外測試腔，紅外測試腔底面置有與PID調(diào)節(jié)數(shù)顯溫控儀的信號輸入端相連的紅外測溫元件，所述半導(dǎo)體制冷器與PID調(diào)節(jié)數(shù)顯溫控儀的信號輸出端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料法向發(fā)射比測試系統(tǒng)，其特征是:所述腔座通過冷水循環(huán)管路與冷水箱相通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料法向發(fā)射比測試系統(tǒng)，其特征是:所述上水管路通過上水主控制閥、冷水箱控制閥和熱水箱控制閥分別與冷水箱和熱水箱底部相通，在熱水箱內(nèi)頂部設(shè)有排氣管和排氣閥，溢流排水管路上設(shè)有溢流控制閥，溢流排水管路分別與冷水箱和熱水箱內(nèi)頂部相通，與冷水箱和熱水箱底部相通的上水管通過冷水箱控制閥、熱水箱控制閥以及排水閥與溢流排水管路相通。
專利摘要一種材料法向發(fā)射比測試系統(tǒng)，包括冷、熱水箱，冷、熱水循環(huán)管路，PID調(diào)節(jié)數(shù)顯溫控儀，置于熱水箱內(nèi)的循環(huán)泵Ⅰ、溫度傳感器Ⅰ和電加熱器Ⅰ、黑體腔和材料試驗腔，置于冷水箱內(nèi)的循環(huán)泵Ⅱ、溫度傳感器Ⅱ、電加熱器Ⅱ，溫度傳感器Ⅰ、溫度傳感器Ⅱ、電加熱器Ⅰ及電加熱器Ⅱ分別與PID調(diào)節(jié)數(shù)顯溫控儀相連，其特殊之處是在冷水箱內(nèi)設(shè)有半導(dǎo)體制冷器和零點校正腔，在冷水箱外設(shè)有與冷水箱相通的腔座，在腔座內(nèi)放置有紅外測試腔，紅外測試腔底面置有與PID調(diào)節(jié)數(shù)顯溫控儀的信號輸入端相連的紅外測溫元件，所述半導(dǎo)體制冷器與PID調(diào)節(jié)數(shù)顯溫控儀的信號輸出端相連。優(yōu)點是成本低，體積小，能耗低，反應(yīng)靈敏，誤差小，測試數(shù)據(jù)準確度高，適用于小型循環(huán)設(shè)備。
文檔編號G01N21/01GK203011815SQ20132002259
公開日2013年6月19日 申請日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者聞寶民, 閆春英, 何麗, 田成華 申請人:錦州陽光氣象科技有限公司