[發明專利]一種測試太陽熱輻在路表反射率和傳導率的裝置及方法

在審

• 申請號: 201810479113.2
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108627253A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 陳俊;張文明;周政;陳承謙;鄧強勝
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01J5/20
• 分類號: G01J5/20;G01N25/20
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

1.一種測試太陽熱輻在路表反射率和傳導率的裝置，其特征在于，包括支架、紅外燈、熱輻射傳感器組、熱電阻、輻射數據采集儀、溫度采集儀與計算機；支架設于路表，紅外燈以能沿支架高度方向移動的方式安裝于支架上；熱輻射傳感器組以能沿支架高度方向移動的方式安裝于支架上，熱輻射傳感器組包括上下固定連接的一號熱輻射傳感器與二號熱輻射傳感器，其中一號熱輻射傳感器用于檢測熱輻射的面朝向地表，用于檢測地表反射輻射量；二號熱輻射傳感器用于檢測熱輻射的面背向地表，用于檢測地表的直接輻射量；熱輻射傳感器組設于紅外燈的下方，并一號熱輻射傳感器與二號熱輻射傳感器均信號連接于輻射數據采集儀；熱電阻設于路表下，并對應于支架的下方，熱電阻上集成有溫度傳感器；溫度傳感器信號連接于溫度采集儀；輻射數據采集儀與溫度采集儀均連接于計算機。

2.根據權利要求1所述的一種測試太陽熱輻在路表反射率和傳導率的裝置，其特征在于，紅外燈的波長為0.76～4μm；熱輻射傳感器組能接受光的波長為0.3～3μm。

3.根據權利要求1所述的一種測試太陽熱輻在路表反射率和傳導率的裝置，其特征在于，支架包括枝干與用于支撐枝干的腳撐；枝干上從上到下依次設有若干個安裝孔；紅外燈通過懸桿安裝于安裝孔上；熱輻射傳感器組通過另一懸桿安裝于另一安裝孔上。

4.一種如權利要求1-3任一測試太陽熱輻在路表反射率和傳導率的方法，用于室外對實際路面的測試，其特征在于，包括如下步驟：

第1步，將支架放置在要測定的位置，豎向調節熱輻射傳感器組位置，打開輻射數據采集儀，調節讀數間隔；

第2步，以支架的腳撐上通孔為樣板，在路面上鉆出一系列不同深度且直徑為4mm的小孔，深度分別為1cm、2cm、3cm與4cm，在小孔中放入熱電阻，連接溫度采集儀，使用24V電源為熱電阻供電；

第3步，將輻射數據采集儀和溫度采集儀連接計算機，紅外燈照射路表30min后，計算機讀取并保存整個輻射過程中每隔1min路表的直接輻射量、反射輻射量和路面不同深度處的溫度；

第4步，路表的熱輻反射率REF，如式(1)所示，

其中，Q為總輻射量或直接輻射量，單位W/m²，R為反射輻射量，單位W/m²；

深度在h～(h+1)cm范圍內的熱傳導效率TCE_h～h+1，如式(2)所示，

其中，Δt_h為路面深度hcm處，在紅外燈照射前和照射30min后的溫度差絕對值，單位℃；Δt_h+1為路面深度(h+1)cm處，紅外燈照射前后的溫度差絕對值，單位℃。

5.一種如權利要求1-3任一測試太陽熱輻在路表反射率和傳導率的方法，用于室內對試件的測試，其特征在于，包括如下步驟：

第1步，制備試件，試件為瀝青混合料的車轍板或者成型水泥的混凝土板，成型過程中，采用設有不同長度針的模板將試件壓出深度為1cm、2cm、3cm與4cm的小孔，小孔直徑為4mm；任一兩相鄰小孔間距為10cm；脫模后，向4個小孔內埋入熱電阻，將熱電阻連接于24V電源，向小孔中灌入熱瀝青密封；

第2步，將支架放置在設有小孔的位置，豎向調節熱輻射傳感器組位置，打開輻射數據采集儀，調節讀數間隔；

第3步，在紅外燈照射前，將試件與地面之間放置隔熱塑料墊，以隔絕地面對試件的熱量傳遞，并在25℃室溫下對試件保溫2h后，再在相同室內環境下進行測試；

第4步，將輻射數據采集儀和溫度采集儀連接計算機，紅外燈照射試件30min后，計算機讀取并保存整個紅外燈照射試件過程中每隔1min試件的直接輻射量、反射輻射量和離試件表面不同深度處的溫度。