CN107764394B - 一种可调节的太阳总辐射测量的支架及其操作使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调节的太阳总辐射测量支架及其操作使用方法，所述支架包括测量仪夹体，水平杆，实心螺杆，竖直杆和金属底座,所述水平杆与实心螺杆通过螺纹连接形成水平组件，测量仪夹体用于固定太阳总辐射测量仪，通过第一固定件将测量仪夹体和水平杆的端部连接在一起，使其悬空测量，实心螺杆左端带有螺纹，右端设置螺孔，表面设置水平刻度，与竖直杆通过第二固定件固定连接；竖直杆固定在金属底座上。该支架可以根据试验要求和试样尺寸调节测量仪竖直高度以及水平长度，且具有结构设计简单，易安装拆卸，而且方便携带。

Description

一种可调节的太阳总辐射测量的支架及其操作使用方法

技术领域

本发明涉及微波毫米波吸波材料的反射率测量技术，尤其涉及一种可调节的太阳总辐射测量支架，主要应用于太阳辐射测量技术领域。

背景技术

城市人口的不断增加带来了环境的恶化。炎炎夏日中，受到强烈光照的建筑物表面温度要比表面上方空气的温度高出许多，城市环境相对拥挤，导致气流不易流通，热量聚集，形成“热岛”效应，并加剧了能源的消耗，如环境温度平均升高1℃，就会增加5％～8％的空调能耗，由此造成更大的环境问题。反射率是用来表征建筑材料表面吸收太阳辐射性能的一个重要指标参数，因此材料反射率的测量对于建筑节能特性和热岛效应的研究具有重要的意义。在材料反射率测量过程中发现，对于测量仪器的固定和安置存在较大的困难，需要反复调整水平杆的高低以及水平位置，这就造成反射率测量时间较长；而且若反射率测量仪器不能保持水平位置，则对测量结果造成较大的误差；因此，提供一种能够方便快捷，可拆卸、便于携带的太阳反射率测量的支架，不仅保证了数据的准确性，而且节约了测量实验的前期准备时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种可调节的太阳总辐射测量支架及其操作使用方法，该支架具有安装快捷，易携带拆卸，方便野外作业，成本低等特点，可应用于CMA系列反照率传感器的测量。

为实现发明目的，本发明采取如下的技术方案：

一种可调节的太阳总辐射测量支架包括：包括水平杆，实心螺杆，测量仪夹体，竖直杆和金属底座,所述水平杆与实心螺杆通过螺纹连接形成水平组件，测量仪夹体用于固定太阳总辐射测量仪，通过第一固定件将测量仪夹体和水平杆的端部连接在一起，使其悬空测量；实心螺杆左端带有螺纹，右端设置螺孔，表面设置水平刻度，与竖直杆通过第二固定件固定连接；竖直杆固定在金属底座上。

作为优选，所述测量仪夹体，由钢管、两片1号钢片、四片等边L型2号钢片和四片L型3号小钢片组合而成，测量仪夹体的1号钢片设置圆孔和滑槽，并与钢管焊接；2号钢片为一边端部带有圆孔可通过螺丝与1号钢片连接，在其滑槽中左右移动，另一边设置滑槽；3号小钢片长边端部带有圆孔，可通过螺丝与2号钢片连接，并在其滑槽中上下移动，短边长度为1cm，与太阳总辐射测量仪边缘搭接。工作时，可根据太阳总辐射测量仪的大小，拉伸等边L型2号钢片的水平长度和移动L型3号小钢片的上下位置，使其处于悬空状态。

作为优选，所述水平杆的长度可由多根螺杆通过螺纹连接而成，并在螺杆表面设置水平刻度，螺杆尺寸包括5cm，10cm，20cm，30cm，50cm和100cm六种规格。

作为优选，在水平杆上部设置水准管，确保水平杆处于水平状态。

作为优选，所述水平杆和竖直杆，均由不同规格的螺杆通过螺纹连接组成。

作为优选，所述第一固定件为直角扣件，连接水平杆端部和测量仪夹体上部钢管，形成整体。

作为优选，所述第二固定件为直角扣件，该直角扣件必须保持90°放置，以确保水平部分和竖直杆相互垂直；直角扣件固定在水平杆和实心螺杆交接的位置。

作为优选，所述实心螺杆可以根据试验需要，通过螺纹连接增加实心螺杆的数量。

作为优选，所述金属底座右侧中心位置设置螺孔，其深度略小于金属底座厚度；所述竖直杆下部螺纹高度为金属底座螺孔深度，可通过螺纹连接与金属底盘形成整体。

本发明还涉及该太阳总辐射测量支架工作的操作使用方法，包括如下步骤：

第一步，将测量仪夹体的1号钢片1，2号钢片2和3号小钢片通过螺丝组合在一起，和水平杆进行连接；

第二步，根据试样的尺寸确定水平杆的长度，增加不同尺寸螺杆的数量来调节水平杆的总长度L₁；

第三步，利用杠杆原理确定所需实心螺杆的质量，并与水平杆螺杆连接，形成水平组件，实心螺杆每根质量为m₁，彼此之间通过螺纹连接，总长度记为L₂；而实心螺杆的数量n主要由水平杆和太阳总辐射测量仪的总质量P_总确定，利用杠杆原理计算，如公式(1)所示,可求得实心螺杆的数量n，

P_总＝M_{太阳总辐射测量仪}+M_{测量仪夹体}+M_{直角扣件71}+M_水平杆→P_总·L₁＝n·m₁·L₂ (1)

式中：P_总是太阳总辐射测量仪、测量仪夹体、直角扣件71、水平杆各重量之和；

第四步，试验所需高度，根据公式(2)计算确定垂直杆的高度，通过直角扣件连接水平组件，并保持相互垂直；

式中：F-视角因子的范围值在0.11～0.89；l-试样长度；w-试样宽度；(x.y)-试样任一点坐标；h-仪器测量高度。

第五步，将竖直杆与金属底座螺纹连接；

第六步，调整测量仪夹体钢片的位置，安置太阳总辐射测量仪，以及在水平杆上安置水准管，水平组件处于水平位置；

第七步，测试试样得出辐射传感器接收到的辐射量和反射量的数据。

第八步，计算试样的反射率，如公式(3)所示

式中：R_w，R_b分别为白板和黑板的反射率；I_hw，I_w分别为实验区域内覆盖白板时辐射传感器接收到的辐射量和反射量；I_hb，I_b分别为实验区域内覆盖黑板时辐射传感器接收到辐射量和反射量。

本发明公开的可调节的太阳总辐射测量支架可以根据试验要求和试样尺寸调节测量仪竖直高度以及水平长度，且具有结构设计简单，易安装拆卸，而且方便携带的特点，同时能节约了测量实验的前期准备时间，而且通过该支架以及太阳总辐射测量仪能够确保所要测量的试样的反射率的准确性。

附图说明

图1为可调节的太阳总辐射测量的支架的示意图；

图2为可调节的太阳总辐射测量的支架的附视图；

图3为测量仪夹体的俯视图；

图4为测量仪夹体的正视图；

图5为直角扣件示意图；

图中，1-测量仪夹体、2-水平杆、3-实心螺杆、4-钢管、5-太阳总辐射测量仪、6-水准管、71-直角扣件、72-直角扣件、8-竖直杆、9-金属底座，10螺杆；

测量仪夹体中，1-1：1号钢片(1-1)、1-2：四片等边L型2号钢片、1-3：L型3号小钢片(1-3)、1-4：螺丝、1-5：滑槽；

螺杆尺寸包括：10-1：5cm螺杆、10-2：10cm螺杆、10-3：20cm螺杆、10-4：30cm螺杆、10-5：50cm螺杆、10-6：100cm螺杆。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创新特点更好的理解，下面结合附图和具体实施方式对本专利申请作进一步的描述说明。

实施例

如图1至图5所示的一种可调节的太阳总辐射测量支架包括：包括测量仪夹体1，水平杆2，实心螺杆3，竖直杆8和金属底座9，所述水平杆2与实心螺杆3通过螺纹连接形成水平组件，测量仪夹体1用于固定太阳总辐射测量仪5，通过直角扣件71将测量仪夹体和水平杆的端部连接在一起，使其悬空测量，该直角扣件主要连接水平杆端部和测量仪夹体上部钢管，形成整体。实心螺杆3左端带有螺纹，右端设置螺孔，表面设置水平刻度，与竖直杆8通过直角扣件72固定连接，直角扣件72必须保持90°放置，以确保水平部分和竖直杆相互垂直；直角扣件固定在水平杆和实心螺杆交接的位置；竖直杆8固定在金属底座9上，直角扣件的结构如图5所示。

所述测量仪夹体1，由钢管4、两片1号钢片1-1、四片等边L型2号钢片1-2和四片L型3号小钢片1-3组合而成，测量仪夹体的1号钢片1-1设置圆孔和滑槽1-5；2号钢片1-2为一边端部带有圆孔可通过螺丝1-4与1号钢片1-1连接，在其滑槽1-5中左右移动，另一边设置滑槽；3号小钢片1-3长边端部带有圆孔，可通过螺丝与2号钢片1-2连接，并在其滑槽中上下移动，短边长度为1cm，与太阳总辐射测量仪边缘搭接。工作时，可根据太阳总辐射测量仪的大小，拉伸等边L型2号钢片1-2的水平长度和移动L型3号小钢片1-3的上下位置，使其处于悬空状态，测量仪夹体的结构如图3、图4所示。

所述水平杆2的长度可由多根螺杆通过螺纹连接而成，并在螺杆表面设置水平刻度，螺杆尺寸包括：5cm，10cm，20cm，30cm，50cm和100cm六种规格。

在水平杆2上部设置水准管6，确保水平杆处于水平状态。

所述水平杆2和竖直杆8，均由不同规格的螺杆通过螺纹连接组成。

所述实心螺杆3可以根据试验需要，通过螺纹连接增加实心螺杆的数量。

所述金属底座9右侧中心位置设置螺孔，其深度略小于金属底座厚度；所述竖直杆8下部螺纹高度为金属底座螺孔深度，可通过螺纹连接与金属底盘形成整体。

以下通过具体案例说明太阳总辐射测量支架的操作使用方法：

现在以试样测量所需的水平距离为1.8m，高度为0.6m为例进行详细说明。

第一步，将测量仪夹体的1号钢片，2号钢片和3号小钢片通过螺丝组合在一起，和水平杆进行连接；包括将钢管4通过水平杆2端部的圆孔和1号钢片1-1通过焊接固定；2号钢片1-2中的圆孔对准1号钢片1-1中的滑槽位置，通过螺丝1-4连接；3号小钢片1-3中的圆孔对准2号钢片1-2中的滑槽，通过螺丝1-4连接；

第二步，根据试样的尺寸确定水平杆的长度，增加不同尺寸螺杆的数量来调节水平杆的总长度L₁；由一根100cm螺杆10-6、一根50cm螺杆10-5和一根30cm螺杆10-4通过螺纹连接形成1.8m的杆件；

第三步，利用杠杆原理确定所需实心螺杆的质量，并与水平杆螺杆连接，形成水平组件，实心螺杆每根质量为m₁，彼此之间通过螺纹连接，总长度记为L₂；而实心螺杆的数量n主要由水平杆和太阳总辐射测量仪的总质量P_总确定，利用杠杆原理计算，如公式(1)所示,可求得实心螺杆的数量n，

P_总＝M_{太阳总辐射测量仪}+M_{测量仪夹体}+M_直角扣件+M_水平杆→P_总·L₁＝n·m₁·L₂ (1)

式中：P_总是太阳总辐射测量仪、测量仪夹体、直角扣件71、水平杆各重量之和；

第四步，试验所需高度，根据公式(2)计算确定垂直杆的高度，通过直角扣件连接水平组件，并保持相互垂直；

式中：F-视角因子的范围值在0.11～0.89；l-试样长度；w-试样宽度；(x.y)-试样任一点坐标；h-仪器测量高度；

第五步，将竖直杆与金属底座螺纹连接；

第六步，调整测量仪夹体钢片的位置，安置太阳总辐射测量仪，以及在水平杆上安置水准管，水平组件处于水平位置；

第七步，测试试样得出辐射传感器接收到的辐射量和反射量的数据；

第八步，计算试样的反射率，如公式(3)所示

式中：Rw，Rb分别为白板和黑板的反射率；Ihw，Iw分别为实验区域内覆盖白板时辐射传感器接收到的辐射量和反射量；Ihb，Ib分别为实验区域内覆盖黑板时辐射传感器接收到辐射量和反射量。

以上所述的仅是本发明的基本原理、主要特征和具体的优点，本行业的技术人员应该了解，在不脱离本发明结构和原理的前提下，还可以作出若干改进和调整，这些也将视为本发明的保护范围，同时本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种可调节的太阳总辐射测量支架，其特征在于,所述可调节的太阳总辐射测量支架包括测量仪夹体(1)，水平杆(2)，实心螺杆(3)，竖直杆(8)和金属底座(9),所述水平杆(2)与实心螺杆(3)通过螺纹连接形成水平组件，测量仪夹体(1)用于固定太阳总辐射测量仪，通过第一固定件将测量仪夹体(1)和水平杆(2)的端部连接在一起，使其悬空测量，实心螺杆(3)左端带有螺纹，右端设置螺孔，表面设置水平刻度，与竖直杆(8)通过第二固定件固定连接；竖直杆(8)固定在金属底座(9)上；

所述水平杆(2)和竖直杆(8)均由不同规格的螺杆通过螺纹连接组成，在水平杆(2)上部设置有水准管(6)。

2.根据权利要求1所述的可调节的太阳总辐射测量支架，其特征在于，所述测量仪夹体(1)，由钢管(4)、两片1号钢片(1-1)、四片等边L型2号钢片(1-2)和四片L型3号小钢片(1-3)组合而成，所述1号钢片(1-1)设置圆孔和滑槽(1-5)，并与钢管(4)焊接；2号钢片(1-2)为一边端部带有圆孔可通过螺丝(1-4)与1号钢片(1-1)连接，在其滑槽(1-5)中左右移动，另一边设置滑槽；3号小钢片(1-3)长边端部带有圆孔，可通过螺丝与2号钢片(1-2)连接，并在其滑槽中上下移动，短边长度为1cm，与太阳总辐射测量仪边缘搭接。

3.根据权利要求1所述的可调节的太阳总辐射测量支架，其特征在于，所述水平杆(2)的螺杆表面设置水平刻度，螺杆尺寸包括5cm，10cm，20cm，30cm，50cm和100cm六种规格。

4.根据权利要求1所述的可调节的太阳总辐射测量支架，其特征在于，所述第一固定件为直角扣件(71)，连接水平杆端部和测量仪夹体上部钢管，形成整体。

5.根据权利要求1所述的可调节的太阳总辐射测量支架，其特征在于，所述第二固定件为直角扣件(72)，直角扣件(72)必须保持90°放置，以确保水平部分和竖直杆相互垂直；直角扣件(72)固定在水平杆(2)和实心螺杆(3)交接的位置。

6.根据权利要求1所述的一种可调节的太阳总辐射测量支架，其特征在于所述金属底座(9)右侧中心位置设置螺孔，其深度略小于金属底座(9)厚度；所述竖直杆(8)下部螺纹高度为金属底座螺孔深度，可通过螺纹连接与金属底座形成整体。