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      一種槽式高溫真空集熱管在線熱損測(cè)試系統(tǒng)及方法與流程

      文檔序號(hào):12822500閱讀:342來(lái)源:國(guó)知局
      一種槽式高溫真空集熱管在線熱損測(cè)試系統(tǒng)及方法與流程

      本發(fā)明屬于太陽(yáng)能熱發(fā)電核心器件-集熱管在線檢測(cè)方法領(lǐng)域,具體涉及一種槽式高溫真空集熱管的在線熱損測(cè)試系統(tǒng)及方法。



      背景技術(shù):

      太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)在新能源應(yīng)用領(lǐng)域占有重要地位,其中采用槽式熱發(fā)電已在國(guó)外部分地區(qū)具有逾20年的應(yīng)用歷史。槽式熱發(fā)電技術(shù)是利用槽式聚光鏡匯聚太陽(yáng)光,集熱管將匯聚的熱量收集并傳遞給集熱管內(nèi)流動(dòng)的熱工質(zhì)(根據(jù)集熱管的用途及類型分為導(dǎo)熱油,熔鹽和水蒸氣等),加熱后的熱工質(zhì)和低溫工質(zhì)進(jìn)行換熱進(jìn)而經(jīng)過(guò)一系列過(guò)程推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

      我國(guó)進(jìn)入高溫?zé)岚l(fā)電領(lǐng)域時(shí)間不長(zhǎng),近些年在槽式熱發(fā)電核心設(shè)備(如高溫真空集熱管、反射鏡和儲(chǔ)熱系統(tǒng)等)的制造以及應(yīng)用領(lǐng)域取得較快進(jìn)展。并且由于市場(chǎng)的廣闊前景對(duì)于集熱管的研發(fā)、改進(jìn)提出了更高要求,相應(yīng)的也迫切需要適用于批量集熱管生產(chǎn)的快速、簡(jiǎn)便的檢測(cè)方法及裝置。

      在生產(chǎn)制造集熱管工藝過(guò)程中,涂層鍍制是批量化完成,在嚴(yán)格的工藝控制下,其性能以及一致性均可以得到較好保證。漏率測(cè)定是焊接總裝過(guò)程質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要標(biāo)準(zhǔn),由此,焊接漏率亦同時(shí)是集熱管性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一。集熱管熱損是評(píng)價(jià)集熱管性能的核心指標(biāo),其數(shù)值大小綜合反映了涂層光學(xué)性能、管內(nèi)真空程度的好壞。在生產(chǎn)過(guò)程中,結(jié)合真空控制的在線熱損檢測(cè)能夠給生產(chǎn)過(guò)程中重要工藝的實(shí)施和配合(鍍膜以及總裝、焊接)以直接反饋。全玻璃真空集熱管的檢驗(yàn)國(guó)標(biāo)17049-2005利用電火花檢漏,由于高溫集熱管的材質(zhì)以及管內(nèi)真空度,以及對(duì)于集熱管一致性和 準(zhǔn)確性的要求,此種方法已經(jīng)不再適用。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本發(fā)明的主要目的是提供一種槽式高溫真空集熱管在線熱損測(cè)試系統(tǒng),其可使用于批量集熱管的在線熱損測(cè)試。

      為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取以下設(shè)計(jì)方案:

      一種槽式高溫真空集熱管在線熱損測(cè)試系統(tǒng),由抽氣系統(tǒng)及檢漏系統(tǒng)、均溫加熱系統(tǒng)、加熱控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及上位機(jī)控制系統(tǒng)組成,所述的均溫加熱系統(tǒng)用于為被測(cè)管加熱;所述的加熱控制系統(tǒng)中包括有電力變送器、溫控儀和巡檢儀,用于對(duì)均溫加熱系統(tǒng)的加熱狀態(tài)實(shí)施控制和監(jiān)測(cè);所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于采集被測(cè)參數(shù)且輸出給上位機(jī)控制系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)存儲(chǔ)(以備分析);

      所述的均溫加熱系統(tǒng)安裝在集熱管總裝線的在線測(cè)試工位上,包括有一個(gè)加熱器,該加熱器由加熱棒和均溫銅管構(gòu)成,該加熱器(加熱棒和均溫銅管)的兩個(gè)端頭分別罩有絕熱端頭并借助該絕熱端頭坐落于一對(duì)檢漏支架上;

      所述的抽氣系統(tǒng)中包括有一真空泵組、真空管路和擋板閥;

      所述的檢漏系統(tǒng)中包括有兩路:一路為檢漏儀單元,另一路為復(fù)合真空計(jì)單元,各單元的輸入管路均為真空管路,且各真空管路上均帶有擋板閥;

      所述的抽氣系統(tǒng)與檢漏系統(tǒng)通過(guò)一管路連接件實(shí)現(xiàn)集合;kf接口不銹鋼四通連接件的法蘭氣嘴作為抽氣系統(tǒng)與檢漏系統(tǒng)的共用輸入接口,用于與待測(cè)的集熱管排氣尾嘴連通;kf接口不銹鋼四通連接件的其他三個(gè)接口:分別通過(guò)真空管路與真空泵組、檢漏儀實(shí)現(xiàn)對(duì)接,通過(guò)真空管路(波紋管)、電離規(guī)和電阻規(guī)接至復(fù)合真空計(jì);且在各真空管路中設(shè)有擋板閥。

      所述槽式高溫真空集熱管在線熱損測(cè)試系統(tǒng)中,所述的檢漏儀采用he 質(zhì)譜檢漏儀;所述的管路連接件采用kf接口不銹鋼四通連接件。

      所述槽式高溫真空集熱管在線熱損測(cè)試系統(tǒng)中,所述kf接口不銹鋼四通連接件的接口氣嘴和真空泵組相對(duì)180度設(shè)置,he質(zhì)譜檢漏儀和真空規(guī)相對(duì)180度設(shè)置。這樣的設(shè)計(jì),可以使得作業(yè)時(shí)開(kāi)啟順序不同,能最大限度減小管道流阻,最快到達(dá)真空許可狀態(tài)。

      所述槽式高溫真空集熱管在線熱損測(cè)試系統(tǒng)中,配設(shè)一橡皮膠管(作為中間管路),用于在線熱損測(cè)試時(shí)將kf接口不銹鋼四通連接件的法蘭氣嘴與待測(cè)的集熱管排氣尾嘴連通;配設(shè)一kf堵頭,用于封住kf接口不銹鋼四通連接件的法蘭氣嘴,以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在線熱損測(cè)試前各連接處及焊縫的自檢。

      本發(fā)明的另一目的是提供一種槽式高溫真空集熱管在線熱損測(cè)試方法,其可以快速和簡(jiǎn)便的檢測(cè),以輔助實(shí)現(xiàn)集熱管批量生產(chǎn)中對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的檢測(cè)判定。

      為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取以下設(shè)計(jì)方案:

      一種槽式高溫真空集熱管在線熱損測(cè)試方法,具有上述的系統(tǒng),具體方法步驟如下:

      a)將焊接完成的集熱管移出焊接工位,安裝于在線測(cè)試工位上,使均溫加熱系統(tǒng)的均溫銅管位于集熱管內(nèi),兩端的絕熱端頭封住集熱管的兩邊端口;

      b)通過(guò)一根中間管路使待測(cè)的集熱管排氣尾嘴與所述的抽氣系統(tǒng)與檢漏系統(tǒng)的輸入口連通;

      c)啟動(dòng)抽氣系統(tǒng)及檢漏系統(tǒng),利用抽氣系統(tǒng)的真空泵組維持各真空管路內(nèi)的真空度,利用檢漏系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)真空管路檢漏以及系統(tǒng)的真空監(jiān)測(cè);

      d)啟動(dòng)均溫加熱系統(tǒng)及加熱控制系統(tǒng),加熱至目標(biāo)溫度;

      e)由加熱控制系統(tǒng)的溫控儀和巡檢儀檢測(cè)溫度穩(wěn)定性及真空穩(wěn)定性,獲取溫控儀和巡檢儀的溫度參數(shù),并由組態(tài)軟件記錄,如溫度穩(wěn)定性和真空穩(wěn)定性達(dá)到測(cè)試要求進(jìn)行下一步熱損測(cè)試;

      f)記錄電力監(jiān)測(cè)儀獲得的電力參數(shù)數(shù)據(jù),至少包括有功功率、各相電流、電壓、功率因數(shù)和累積功率參數(shù)數(shù)據(jù);

      g)分析記錄的溫控儀和巡檢儀的溫度參數(shù)及電力參數(shù)有效性,如無(wú)異常(加熱溫度異常、均勻性異常和電參數(shù)異常)則換算實(shí)時(shí)的熱損參數(shù),其中,熱損換算原理為:熱損數(shù)值=加熱器單位時(shí)間補(bǔ)充的總功率;如有異常情況說(shuō)明加熱器或集熱管本身存在問(wèn)題,電參數(shù)異常則問(wèn)題存在于加熱器,溫度參數(shù)異常則問(wèn)題出現(xiàn)在集熱管上。

      h)測(cè)試完畢,停止加熱,降溫后斷開(kāi)集熱管和抽氣系統(tǒng)及檢漏系統(tǒng)的連接,移出均溫加熱系統(tǒng),將被測(cè)管轉(zhuǎn)移至下一工序。

      所述步驟d中,所述的目標(biāo)溫度定義的范圍是:根據(jù)集熱管廠家產(chǎn)品應(yīng)用范圍,此溫度范圍位于200-400℃。

      所述的槽式高溫真空集熱管在線熱損測(cè)試方法中,所述溫度和電力參數(shù)的記錄均應(yīng)滿足穩(wěn)態(tài)條件,即復(fù)合真空計(jì)的讀數(shù)穩(wěn)定,漂移范圍處于1e-2~1e-1pa,且溫度參數(shù)的數(shù)據(jù)穩(wěn)定在15分鐘內(nèi),加熱器溫度漂移范圍<2攝氏度。

      所述的槽式高溫真空集熱管在線熱損測(cè)試方法中,所述步驟c中,測(cè)試時(shí),按照檢漏儀的極限漏率作為檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn);復(fù)合真空計(jì)給出的壓強(qiáng)讀數(shù)小于100pa數(shù)量級(jí)。如果本身真空級(jí)別不好會(huì)導(dǎo)致測(cè)試時(shí)外玻殼溫度過(guò)高等問(wèn)題,且會(huì)影響熱損數(shù)值造成測(cè)試人員誤判。一般壓強(qiáng)越高,導(dǎo)致熱損越大。壓強(qiáng)過(guò)高時(shí),系統(tǒng)本身真空不達(dá)標(biāo),加熱時(shí)易造成集熱管外玻殼溫度過(guò)高, 且真空不達(dá)標(biāo)本身即是集熱管質(zhì)量問(wèn)題。

      所述的槽式高溫真空集熱管在線熱損測(cè)試方法中,根據(jù)電力數(shù)據(jù)的擬合結(jié)果和溫度數(shù)據(jù)分布判斷集熱管熱損數(shù)值是否合理:記錄集熱管外玻管的溫度,繪制外玻管溫度隨測(cè)試溫度的變化曲線,利用此曲線判斷集熱管熱損數(shù)值是否合理。正常集熱管的熱損數(shù)值的隨溫度變化遵從t~4關(guān)系,外玻管溫度和測(cè)試溫度也有類似關(guān)系,如偏差過(guò)大則需要警惕熱損數(shù)值也會(huì)偏差過(guò)大。

      所述的槽式高溫真空集熱管在線熱損測(cè)試方法中,若擬合曲線和實(shí)際測(cè)試曲線擬合達(dá)到滿意度,則判定集熱管熱損數(shù)值合理,反之,則判定集熱管熱損數(shù)值不合理,亦即表示真空均勻性和溫度均勻性都不能保證,則需要適當(dāng)延長(zhǎng)測(cè)試時(shí)間。

      本發(fā)明可以區(qū)別于集熱管成品的實(shí)驗(yàn)室的精細(xì)測(cè)試,在線檢測(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于集熱管性能的快速、簡(jiǎn)便和直觀的了解。

      本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:

      1)本發(fā)明系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)集熱管的快速、簡(jiǎn)便檢測(cè);操作方便快捷,獲取的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,能夠配合集熱管焊接后實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè),故省去以往的中間環(huán)節(jié)(待測(cè)產(chǎn)品的中轉(zhuǎn):需一一送入檢測(cè)室檢測(cè)),故可大大節(jié)省人力、物力和時(shí)間;

      2)在熱損檢測(cè)同時(shí)可以快速實(shí)現(xiàn)整管焊接檢漏,大大縮短檢測(cè)時(shí)間,系統(tǒng)可靠,漏率真空漂移?。?/p>

      3)本發(fā)明系統(tǒng)和方法適用于批量制造過(guò)程中需要快速掌握集熱管性能以及批量產(chǎn)品一致性的用途。

      附圖說(shuō)明

      圖1為本發(fā)明槽式高溫真空集熱管在線熱損測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)成原理示意圖。

      圖2為本發(fā)明抽氣系統(tǒng)及檢漏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

      圖3為本發(fā)明系統(tǒng)控制邏輯電路示意圖。

      圖4為本發(fā)明在線熱損測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試流程圖。

      圖5為本發(fā)明槽式高溫真空集熱管抽氣系統(tǒng)及檢漏系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

      圖6為本發(fā)明一次在線熱損測(cè)試結(jié)果。

      圖中:1-橡膠軟管;2-kf接口不銹鋼四通連接件;3-真空管路;4-擋板閥;5-檢漏儀;6-真空泵組;7-復(fù)合真空計(jì);8-電離規(guī);9-電阻規(guī);10-被測(cè)集熱管;11-絕熱端頭;12-均溫銅管;13-支架;14-排氣尾嘴。

      下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

      具體實(shí)施方式

      參閱圖1所示,本發(fā)明槽式高溫真空集熱管在線熱損測(cè)試系統(tǒng)主要包括抽氣系統(tǒng)、檢漏系統(tǒng)、均溫加熱系統(tǒng)、加熱控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及上位機(jī)控制系統(tǒng)。

      所述的均溫加熱系統(tǒng)(參見(jiàn)圖1中的虛線框部分)用于為被測(cè)管10的加熱,本實(shí)施例中由加熱棒和均溫銅管構(gòu)成加熱器。

      所述的加熱控制系統(tǒng)包括有電力變送器、溫控儀和巡檢儀,帶有漏電保護(hù)的斷路器、可控硅、引線等,可以機(jī)柜形式獨(dú)立設(shè)置,用于對(duì)均溫加熱系統(tǒng)的加熱狀態(tài)實(shí)施控制,參見(jiàn)圖3所示,其工作原理及過(guò)程可以是現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn),此處不贅述。

      所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于采集被測(cè)參數(shù)且輸出給上位機(jī)控制系統(tǒng),其亦為現(xiàn)有技術(shù)可實(shí)現(xiàn),此處不贅述。

      所述的均溫加熱系統(tǒng)安裝在集熱管(集熱管中的工作介質(zhì)針對(duì)400℃以下溫度區(qū)間的導(dǎo)熱油、水蒸氣等)總裝線的在線測(cè)試工位上,包括有一個(gè)均溫銅管12,該均溫銅管的兩個(gè)端頭分別罩有絕熱端頭11并通過(guò)該絕熱端 頭坐落于一對(duì)檢漏支架13上。

      所述的抽氣系統(tǒng)中包括有一真空泵組6(含有一臺(tái)以上的真空泵)、真空管路3和擋板閥4。根據(jù)實(shí)際需要可以利用一個(gè)或者多個(gè)機(jī)械泵組成級(jí)聯(lián)真空泵組,這取決于管子幾何尺寸(真空腔體積),機(jī)械泵抽速以及對(duì)測(cè)試時(shí)間的要求(測(cè)試時(shí)間越短要求機(jī)械泵抽速越大,若生產(chǎn)線對(duì)于在線測(cè)試時(shí)間要求苛刻可以考慮利用多個(gè)泵組成泵組)。

      所述的檢漏系統(tǒng)中包括有兩路:一路為設(shè)有檢漏儀的單元,另一路為設(shè)有復(fù)合真空計(jì)的單元,各單元中均帶有真空管路3和擋板閥4,可用波紋管進(jìn)行連接。

      參見(jiàn)圖2,所述的抽氣系統(tǒng)與檢漏系統(tǒng)可以通過(guò)一kf接口不銹鋼四通連接件實(shí)現(xiàn)集合,即節(jié)省空間,且便于共用抽氣系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)管路的抽真空。kf接口不銹鋼四通連接件2的接口氣嘴是抽氣系統(tǒng)與檢漏系統(tǒng)的共用輸入口,用于與待測(cè)的集熱管排氣尾嘴連通;kf接口不銹鋼四通連接件的其他三個(gè)接口分別通過(guò)真空管路3與真空泵組6、檢漏儀5實(shí)現(xiàn)對(duì)接,通過(guò)真空管路、電離規(guī)8、電阻規(guī)9接至復(fù)合真空計(jì)7;且在各真空管路3牢騷中設(shè)有擋板閥4,用于控制真空管路3的通斷。本實(shí)施例中,所述的檢漏儀采用he質(zhì)譜檢漏儀,性能穩(wěn)定可靠,不僅靈敏度高,而且操作方便。所述kf接口不銹鋼四通連接件的接口氣嘴和真空泵組相對(duì)180度設(shè)置,he質(zhì)譜檢漏儀和真空規(guī)相對(duì)180度設(shè)置。連接順序中,膠皮管、真空泵組、檢漏儀、真空計(jì)的相對(duì)位置是固定的,這樣做的目的是減小流阻,最大限度、最快實(shí)現(xiàn)降低管內(nèi)氣體壓強(qiáng)。例如在集熱管剛剛連接好后,粗抽管內(nèi)真空到可以檢漏的程度時(shí),關(guān)閉檢漏儀和真空計(jì)(真空規(guī))端的擋板閥,開(kāi)啟機(jī)械泵(組)可以快速降低管內(nèi)真空度,這時(shí),關(guān)閉泵組端的擋板閥,打開(kāi)檢漏儀的擋板閥和真空計(jì)的擋板閥實(shí)現(xiàn)檢漏操作。檢漏儀自帶抽氣系統(tǒng),但抽速遠(yuǎn)小于單獨(dú)的機(jī)械泵(組),所以一旦管子 本身有較大的漏點(diǎn)則在另一端的真空計(jì)(真空規(guī))處有所體現(xiàn)。檢漏儀和真空計(jì)相對(duì)直線連接而不是直角連接也是為了最大限度減小流阻,能夠快速反應(yīng)。

      以下是本發(fā)明詳細(xì)的方法過(guò)程:

      先進(jìn)行抽氣系統(tǒng)及檢漏系統(tǒng)的連接,在連接時(shí)應(yīng)保證所有真空系統(tǒng)的潔凈和干燥,連接完畢后將kf接口不銹鋼四通連接件2的法蘭氣嘴和橡膠軟管1更換成kf堵頭,開(kāi)啟檢漏儀5及擋板閥4,進(jìn)行系統(tǒng)各連接處及焊縫的自檢,如合格,則待用。

      參考圖2,將線上完成焊接工序的被測(cè)槽式高溫真空集熱管安裝到檢漏支架13,利用絕熱端頭11作為支撐件,卸掉kf堵頭,用橡膠軟管1穩(wěn)定連接集熱管排氣尾嘴14和檢漏系統(tǒng)。

      參照?qǐng)D3,進(jìn)行熱損測(cè)試設(shè)備接線和電路檢查,連接均溫加熱系統(tǒng)、加熱控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和上位機(jī)控制系統(tǒng)。

      參照?qǐng)D4給出整個(gè)測(cè)試流程。

      在真空系統(tǒng)連接完畢后,關(guān)閉檢漏系統(tǒng)檢漏儀單元和復(fù)合真空計(jì)單元中的擋板閥,打開(kāi)真空泵組的擋板閥和真空泵組進(jìn)行抽氣,此時(shí)利用真空泵組來(lái)加速集熱管內(nèi)真空度降低。

      約10分鐘后,待真空泵組的真空泵聲音平穩(wěn)后打開(kāi)檢漏儀單元的擋板閥,并開(kāi)啟檢漏功能,此時(shí)檢漏儀會(huì)由普通的“漏模式”逐漸切換至“小漏模式”(此時(shí)如集熱管沒(méi)有大的真空缺陷,檢漏儀則會(huì)進(jìn)到“小漏模式”。如果此時(shí)集熱管有漏焊、砂眼等造成較大真空泄露,檢漏儀不會(huì)跳到“小漏模式”,此時(shí)可以較容易通過(guò)手檢、目測(cè)、聽(tīng)聲等找到漏點(diǎn))。檢漏儀示數(shù)沒(méi)有跨數(shù)量級(jí)的跳動(dòng)時(shí)打開(kāi)真空規(guī)擋板閥,開(kāi)啟復(fù)合真空計(jì),此時(shí)需要觀察真空計(jì)和檢漏儀的真空示數(shù),如集熱管正常則此真空度讀數(shù)會(huì)逐漸下降,此時(shí)的真空讀數(shù)根據(jù)不同的制造工藝處在1e-3~1e0pa范圍。

      檢漏儀背底壓強(qiáng)下降或穩(wěn)定后關(guān)閉泵組擋板閥,此時(shí)的真空管路利用檢漏儀自帶泵組穩(wěn)定并維持系統(tǒng)真空度,待檢漏儀壓強(qiáng)示數(shù)穩(wěn)定后(小于100pa級(jí)別)、漏率漂移穩(wěn)定后(小于10-9pa·m3/s范圍),利用he質(zhì)譜檢漏儀配套的he氣包和氣嘴對(duì)集熱管各焊縫進(jìn)行檢漏操作。圖5給出一次真空監(jiān)測(cè)及檢漏測(cè)試的結(jié)果,橫軸表示真空泵的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間,縱軸表示檢漏儀內(nèi)真空計(jì)的讀數(shù)。由圖中可以看出15分鐘以后集熱管內(nèi)真空系統(tǒng)真空度<1pa,此時(shí)可以進(jìn)行在線檢漏,完成對(duì)集熱管質(zhì)量控制最關(guān)鍵的一步。完成后即可打開(kāi)加熱控制系統(tǒng),進(jìn)行在線熱損測(cè)試。

      檢漏操作完成后,關(guān)閉檢漏儀單元的擋板閥,開(kāi)啟真空計(jì)單元的擋板閥,開(kāi)啟真空泵組的擋板閥,利用真空泵組維持真空,準(zhǔn)備進(jìn)行集熱管在線熱損測(cè)試。

      測(cè)試開(kāi)始前開(kāi)啟加熱控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),并按照提前設(shè)置好的加熱程序加熱至目標(biāo)溫度(根據(jù)加熱系統(tǒng)性能以及測(cè)試目標(biāo)可選擇不同溫度范圍,此實(shí)施例給出200~400℃范圍,如圖6橫軸所示)。等待真空系統(tǒng)穩(wěn)定后(由真空計(jì)讀數(shù)給出,因?yàn)榧療峁芪催M(jìn)行排氣封離處理,真空度會(huì)在一定范圍內(nèi)跳動(dòng),但漂移范圍應(yīng)在同一數(shù)量級(jí)內(nèi)),且溫度穩(wěn)定后(30分鐘內(nèi)溫度漂移<±0.8℃),由上位機(jī)控制系統(tǒng)記錄溫度數(shù)據(jù)和電力數(shù)據(jù),根據(jù)電力數(shù)據(jù)的擬合結(jié)果和溫度數(shù)據(jù)分布判斷熱損是否合理,此為現(xiàn)有技術(shù)可實(shí)現(xiàn)。例如,根據(jù)加熱器的電壓、電流值監(jiān)測(cè)可以判斷加熱器是否正常工作;記錄集熱管外玻管的溫度,外玻管溫度上升的主要原因是不銹鋼內(nèi)管輻射傳熱,繪制外玻管溫度隨測(cè)試溫度的變化曲線也應(yīng)符合t~4關(guān)系曲線,測(cè)試中可以利用此曲線判斷數(shù)據(jù)是否合理(如擬合曲線和實(shí)際測(cè)試曲線不能很好擬合,則真空均勻性和溫度均勻性都不能很好保證,需要延長(zhǎng)測(cè)試時(shí)間)。

      根據(jù)測(cè)試中消耗的電能數(shù)值可以讀出或算出累積消耗的功率,可以利 用上位機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)置算法和自寫組態(tài)軟件界面計(jì)算集熱管在目標(biāo)溫度下的熱損:在絕熱良好的穩(wěn)態(tài)測(cè)試條件下,集熱管熱損數(shù)值約等于折算到單位長(zhǎng)度的加熱器補(bǔ)充的功率,設(shè)計(jì)該算法和自寫組態(tài)軟件,可由計(jì)算機(jī)編程人員利用現(xiàn)有技術(shù)完成編制任務(wù),此處不贅述。生產(chǎn)過(guò)程中如有需要可以多次測(cè)量不同溫度區(qū)間的熱損數(shù)值,由于此種測(cè)試方法需要真空系統(tǒng)一直工作,雖然在測(cè)試真空度范圍內(nèi)集熱管的熱損主要由熱輻射決定,氣體導(dǎo)熱不占主要構(gòu)成比例,但在測(cè)試過(guò)程中有導(dǎo)熱氣體經(jīng)由真空系統(tǒng)抽出系統(tǒng)外,這在一定程度上會(huì)導(dǎo)致測(cè)試的熱損數(shù)值和真實(shí)數(shù)值有一定偏差,所以此測(cè)試只用來(lái)作為在線測(cè)試甄選,而不是設(shè)計(jì)用來(lái)精確測(cè)試集熱管熱損。

      嚴(yán)格來(lái)說(shuō)熱損數(shù)值定義為:集熱管本身在單位時(shí)間內(nèi)由單位長(zhǎng)度耗散掉的熱量,單位是w/m。結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)試的實(shí)際情況表現(xiàn)為:集熱管熱損數(shù)值等于在絕熱良好的條件下、達(dá)到穩(wěn)態(tài)條件時(shí)通過(guò)電加熱補(bǔ)充給集熱管的熱量等于集熱管本身散熱損耗掉的熱量。由于此種在線測(cè)試方法強(qiáng)調(diào)的是快速掌握集熱管性能,對(duì)于熱損數(shù)值的精確性并不做過(guò)多要求,所以此處直觀將熱損數(shù)值作為加熱器單位時(shí)間補(bǔ)充的單位功率來(lái)理解。

      在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要注意電流、電壓、累積功率等參數(shù),這些參數(shù)并不在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中直接體現(xiàn),但在實(shí)驗(yàn)測(cè)試過(guò)程中對(duì)于結(jié)果的有效性判定起到一定作用。例如:在三相電加熱棒加熱時(shí),如果一相加熱棒出現(xiàn)問(wèn)題(由于是高溫,經(jīng)常出現(xiàn)的是斷路問(wèn)題),導(dǎo)致此相電流為0,其他兩相加熱棒仍然可以工作,雖然最終也可以按照溫控設(shè)定達(dá)到一定加熱溫度,但整體溫度均勻性不好。三相電的電力參數(shù)決定了最終累積的功率、消耗電能,這在一定程度上會(huì)影響測(cè)試出來(lái)的熱損數(shù)值,會(huì)干擾測(cè)試人員對(duì)被測(cè)管子的品質(zhì)作出誤判。所以在測(cè)試過(guò)程中,需要監(jiān)控這些參數(shù)是否正常,正常的過(guò)程參量才能判定最終的結(jié)果合理。

      測(cè)試完成后,繪制熱損曲線以及其他監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)曲線,根據(jù)曲線決定集 熱管性能是否達(dá)標(biāo),如出現(xiàn)數(shù)值畸大或畸小則需具體分析是否進(jìn)行后續(xù)排氣封離。如數(shù)據(jù)畸大則可能是涂層發(fā)射率偏大,或是系統(tǒng)內(nèi)材料放氣過(guò)大,需要在排氣時(shí)延長(zhǎng)烘烤時(shí)間;數(shù)據(jù)畸小則需要檢查測(cè)試裝備是否正常工作,加熱器是否有斷路、接觸不好等問(wèn)題。測(cè)試完成后停止加熱,通過(guò)向加熱系統(tǒng)通入壓縮空氣增加對(duì)流迅速對(duì)集熱管降溫,斷開(kāi)集熱管和真空檢漏系統(tǒng)連接,移除均溫加熱系統(tǒng),合格的集熱管繼續(xù)在線上進(jìn)行后續(xù)封離工序。

      圖6給出一次在線測(cè)試熱損結(jié)果,橫軸表示加熱溫度,縱軸表示熱損數(shù)值,測(cè)試在抽氣系統(tǒng)工作下維持在0.5pa。擬合曲線根據(jù)傳熱特性選取a·t+b·t4方式(現(xiàn)有技術(shù)),可以看出擬合曲線和測(cè)試點(diǎn)符合較好,參數(shù)a和參數(shù)b具有和集熱管本身相關(guān)的物理特性,a是衡量線性傳熱的熱傳導(dǎo)特性,b接近于stephan-boltzmann常數(shù),用來(lái)衡量系統(tǒng)的熱輻射特性。

      上述各實(shí)施例可在不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍下加以若干變化,故以上的說(shuō)明所包含及附圖中所示的結(jié)構(gòu)應(yīng)視為例示性,而非用以限制本發(fā)明申請(qǐng)專利的保護(hù)范圍。

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