[發明專利]太陽能選擇性涂層法向發射率測試系統及測試方法

有效

• 申請號: 201310636311.2
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN103604829A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 譚卓鵬;沈劍山;周福云;鄧金雁;賀冬枚
• 申請（專利權）人: 康達新能源設備股份有限公司
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 譚一兵;曾云騰

技術領域

?本發明涉及發射率測量技術領域，特別是涉及一種太陽能選擇性涂層法向發射率測試系統及測試方法。

背景技術

熱輻射體表面的法線方向光譜輻射強度與相同溫度下黑體的法線方向光譜輻射強度之比稱為法向光譜發射率。若對法向發射率指定波長λ1-λ2范圍，則稱為法向波段發射率或法向積分發射率。法向積分發射率的測量結果僅為一數值，因此便于不同樣品測量結果間的比較，應用廣泛。

法向發射率是表征了涂層的熱輻射能力，它與物質的組分、表面條件、溫度、考察的波長等因素有關，因此它是多元函數，準確測量非常困難。能量法測發射率的基本原理是直接測量樣品的輻射能量，根據Planck或Stefan-Boltzmann定律和發射率定義即可計算出樣品的發射率。由于絕對輻射能量的測量存在較大誤差，所以目前主要采用能量比較法進行測量，即在同一溫度下，分別測量黑體與樣品的輻射能量，計算兩者的比值。

近年來國內外的能量法發射率設備主要采用傅里葉分析光譜儀為測量系統。如文獻Journal?of?Physics:?Conference?Series?13?(2005)?63–66?給出的能量法測法向發射率裝置，可實現波長范圍0.6~25μm及溫度范圍60-1500℃的法向光譜發射率，但傅立葉分析光譜儀構造復雜且成本昂貴，技術實現難度大。工作時，該類設備先由干涉儀對樣品的輻射能量進行分光處理，然后測量光譜發射率，因此測試效率低。

采用特殊測量系統在低溫下可使用的裝置很少，專利CN202794079U給出的裝置可測量90℃以下的法向發射率，但該裝置在使用一定時間后，需停機進行冷卻，可見其測量精度和穩定性并不理想。

發明內容

基于此，有必要針對現有技術的缺點的問題及滿足槽式太陽能熱發電領域的需要，提供一種太陽能選擇性涂層法向發射率測試系統及測試方法，實現波長范圍0.4～10.4μm、溫度300～600℃范圍內的涂層法向發射率的測量，設備簡單，成本低廉、技術可靠、測試效率高。

一種太陽能選擇性涂層法向發射率測試系統，包括：

真空加熱機構，用于提供真空環境，并對待測樣品進行加熱；

黑體，所述黑體為圓柱空腔式結構，所述黑體的空腔內設有第一熱電偶；

溫控機構，用于控制所述真空加熱機構運作；

測量機構，用于測量待測樣品和所述黑體的能量，并將所測的能量轉換成電壓信號；

驅動機構，用于驅動所述測量機構運作；

計算機處理機構，用于顯示和處理測量數據，并將處理結果存儲；

所述真空加熱機構和第一熱電偶均電性連接于所述溫控機構；所述測量機構設于所述真空加熱機構的上方位置，所述黑體位于所述測量機構的側部；所述驅動機構和計算機處理機構均電性連接于所述測量機構；所述溫控機構控制所述真空加熱機構和第一熱電偶運作，所述驅動機構驅動所述測量機構運作，所述測量機構分別對待測樣品和黑體的能量進行探測，并將探測的能量轉換成電壓信號后傳送至所述計算機處理機構。

在其中一個實施例中，所述真空加熱機構包括真空室及設于所述真空室內的加熱臺，所述真空室設有真空接口和電氣接口，所述真空室經所述真空接口連接有真空抽氣機組，所述加熱臺經電氣接口連接于所述溫控機構。

在其中一個實施例中，所述真空室的室壁為水冷結構，所述室壁上開設有循環水入口、循環水出口和氟化鈣窗口；所述加熱臺中設有第二熱電偶。

在其中一個實施例中，所述溫控機構包括PID溫度控制器和繼電器，所述PID溫度控制器電性連接于所述計算機處理機構，所述繼電器電性連接于所述PID溫度控制器。

在其中一個實施例中，所述測量機構包括探測器、鎖相放大器和數據采集卡，所述探測器位于所述真空加熱機構的正上方，所述鎖相放大器電性連接于所述探測器，所述數據采集卡電性連接于所述鎖相放大器。

在其中一個實施例中，所述探測器連接有步進電機，所述步進電機電性連接于所述驅動機構，所述驅動機構帶動步進電機轉動。

在其中一個實施例中，所述探測器的探測端外設有水冷光柵。

在其中一個實施例中，所述計算機處理機構包括顯示模塊、處理模塊和存儲模塊，所述顯示模塊用于顯示測試數據并可進行參數輸入，所述處理模塊用于對測試數據進行處理，所述存儲模塊用于存儲處理后的數據。??

一種太陽能選擇性涂層法向發射率的測試方法，包括以下步驟：

①、校準測試；

②、將待測樣品置于所述加熱臺上，并關閉真空室門；