[發(fā)明專(zhuān)利]一種輻射率測(cè)量裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711404539.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107941350A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張喆民;黃達(dá)泉;張?zhí)煊?/a>;苑靜;王偉志;鐘星輝;李勝雪;何奇超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京奧博泰科技有限公司;張喆民
• 主分類(lèi)號(hào): G01J5/12
• 分類(lèi)號(hào): G01J5/12;G01N25/20
• 代理公司: 廣州三環(huán)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司44202
• 代理人: 郝傳鑫,賈允

1.一種輻射率測(cè)量裝置，其特征在于，包括：絕緣隔熱筒(3)、熱電堆式輻射熱流計(jì)(4)、電加熱板(5)和微控制器主板(7)；

所述絕緣隔熱筒(3)是一端具有開(kāi)口的殼體，所述熱電堆式輻射熱流計(jì)(4)、電加熱板(5)和微控制器主板(7)設(shè)置在所述殼體內(nèi)部；

所述電加熱板(5)的一面為向外輻射熱能的輻射面，所述電加熱板(5)輻射面與待測(cè)材料表面以及所述絕緣隔熱筒(3)的側(cè)壁形成密閉空腔；

所述熱電堆式輻射熱流計(jì)(4)設(shè)置在所述電加熱板(5)的輻射面上,用于測(cè)量流過(guò)的熱通量；

所述微控制器主板(7)用于處理電信號(hào)并計(jì)算待測(cè)材料的表面輻射率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射率測(cè)量裝置，其特征在于，所述熱電堆式輻射熱流計(jì)(4)設(shè)置在電加熱板(5)輻射面上的中心位置，并通過(guò)導(dǎo)線將測(cè)得的信號(hào)傳送給所述微控制器主板(7)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射率測(cè)量裝置，其特征在于，所述電加熱板(5)的輻射面涂有黑色材料，所述輻射面朝向待測(cè)材料表面，所述電加熱板(5)形狀和直徑與絕緣隔熱筒(3)一致且二者同軸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種輻射率測(cè)量裝置，其特征在于，所述微控制器主板(7)包括：信號(hào)調(diào)理電路、信號(hào)放大電路、AD采樣電路和微控制器，所述電信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路、信號(hào)放大電路和AD采樣電路傳入微控制器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種輻射率測(cè)量裝置，其特征在于，所述AD采樣電路用于測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)樣片一、標(biāo)準(zhǔn)樣片二和待測(cè)材料(2)的表面輻射率對(duì)應(yīng)所述熱電堆式輻射熱流計(jì)(4)的輸出電動(dòng)勢(shì)E₁、E₂和E₃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種輻射率測(cè)量裝置，其特征在于，響應(yīng)于測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)樣片一、標(biāo)準(zhǔn)樣片二和待測(cè)材料(2)的表面輻射率對(duì)應(yīng)所述熱電堆式輻射熱流計(jì)(4)的輸出電動(dòng)勢(shì)E₁、E₂和E₃，所述微控制器根據(jù)公式:

ε₃＝ε₁+(ε₂-ε₁)*(E₃-E₁)/(E₂-E₁)

計(jì)算出所測(cè)材料表面的輻射率ε₃,已知標(biāo)準(zhǔn)樣片一的輻射率ε₁和標(biāo)準(zhǔn)樣片二的輻射率ε₂。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種輻射率測(cè)量裝置，其特征在于，所述絕緣隔熱筒(3)采用絕緣隔熱材料制作，用于排除外界溫度對(duì)測(cè)量的干擾，所述輻射率測(cè)量裝置開(kāi)機(jī)后，所述電加熱板(5)開(kāi)始工作，所述絕緣隔熱筒(3)側(cè)壁與電加熱板(5)輻射面、待測(cè)物體(2)表面形成的密閉空腔能夠達(dá)到熱平衡狀態(tài)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射率測(cè)量裝置，其特征在于，所述輻射率測(cè)量裝置還包括散熱器(1)，用于在室內(nèi)測(cè)量材料的表面輻射率時(shí)，保證待測(cè)材料(2)溫度與室溫一致。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射率測(cè)量裝置，其特征在于，所述絕緣隔熱筒的內(nèi)壁為圓筒形。

10.一種基于權(quán)利要求1所述的輻射率測(cè)量裝置的輻射率測(cè)量方法，其特征在于，所述方法包括：

電加熱板的輻射面開(kāi)始發(fā)出熱輻射；

熱電堆式輻射熱流計(jì)測(cè)量流過(guò)的熱通量，并輸出測(cè)量結(jié)果；

微控制器主板上的信號(hào)處理單元，接收并處理來(lái)自熱電堆式輻射熱流計(jì)的電信號(hào)；

微控制器主板上的測(cè)量單元，測(cè)量經(jīng)過(guò)信號(hào)處理單元處理的電信號(hào)；

微控制器主板上的微控制器，響應(yīng)于測(cè)量單元的測(cè)量結(jié)果，計(jì)算得出待測(cè)材料的表面輻射率。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種輻射率測(cè)量方法，其特征在于，所述電加熱板的輻射面開(kāi)始發(fā)出熱輻射包括；響應(yīng)于輻射率測(cè)量裝置的開(kāi)機(jī)信號(hào)，電加熱板開(kāi)始對(duì)外輻射熱能，由電加熱板輻射面、絕緣隔熱筒側(cè)壁和待測(cè)材料表面形成的密閉空腔達(dá)到熱平衡狀態(tài)。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種輻射率測(cè)量方法，其特征在于，響應(yīng)于電加熱板對(duì)密閉空腔輻射的熱能，熱電堆式輻射熱流計(jì)測(cè)量流過(guò)的熱通量，并通過(guò)導(dǎo)線將測(cè)量得到的信號(hào)傳送給微控制器主板。