CN110118597B - 一种太阳辐射计分体式热沉结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的太阳辐射计分体式热沉结构，热沉分为内外嵌套结构，外热沉用来主动控温，内热沉与外热沉局部连接，内热沉与热电堆环之间的温差不会因为外层热沉的温度变化而产生扰动，由于内热沉与辐射计通道数对应，各个内热沉之间不直接连通，使得各个通道热环境相互独立，互不干扰。

Description

一种太阳辐射计分体式热沉结构
技术领域
本发明涉及热沉技术领域，特别涉及一种太阳辐射计分体式热沉结构。
背景技术
地球上的能源除了核能、地热、火山爆发等之外都直接或间接地来自太阳辐射。太阳辐射是最重要的外部能源，同时也是地球天气过程和气候演变的主要驱动力，它的微小变化也将导致全球范围能量循环、水、碳和氮循环过程的变动，引起地球环境和气候、气象的巨大变化。因此长期稳定精确的测定太阳辐射量值对气候变化研究和天气预报等具有重要意义。
电替代腔式绝对太阳辐射计主要组成部分为光阑、锥腔、热电堆传感器、热沉、快门、外壳和电子学系统等。快门打开后，太阳光通过一定面积的光阑后照射在锥腔上，使锥腔温度上升，热沉温度认为在测量过程中保持不变，由锥腔和热沉之间的热电堆传感器测度锥腔和热沉之间的温度差。然后关闭快门，用电功率替代太阳光给锥腔加热达到相同的温差。经过光电不等效性修正后的电功率就是测得的太阳光辐射功率。
热沉作为测量温差的冷点，其自身的温度稳定性对测量结果有直接影响，因此，需要热沉在测量过程中有很高的温度稳定性和抗外界干扰能力。
现有辐射计热沉结构大多是一体式结构，辐射计测量时温度需要控制在一定范围内，因此热沉需要有加热片和导热通路用来控制热沉的温度，当对热沉加热时会带来扰动，影响锥腔和热沉之间的高精度温差测量。并且，当辐射计有多个通道时，对于一体式热沉结构，不同通道之间的热流会相互干扰，影响测量结果。
发明内容
有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种各个内热沉之间不直接连通，使得各个通道热环境相互独立，互不干扰的太阳辐射计分体式热沉结构。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种太阳辐射计分体式热沉结构，所述太阳辐射计包括热电堆环，所述热电堆环连接有热接收腔，包括内热沉和套设于所述内热沉表面的外热沉，所述内热沉数量和所述太阳辐射计通道数相同，所述内热层的上端部形成的锥面构成导热斜面，所述热电堆环和所述导热斜面连接，根据所述热接收腔和所述内热沉的温差来测量太阳辐射功率。
在一些较佳的实施例中，沿所述内热层的外壁设置有若干个导热凸耳，所述外热沉配合所述导热凸耳设有安装面，所述导热凸耳与所述安装面配合连接。
在一些较佳的实施例中，所述导热凸耳与所述安装面的接触面积可以调整。
在一些较佳的实施例中，所述内热沉为圆筒形结构，圆筒上下端面与所述热电堆环的里面连接，所述热电堆环的另一面连接所述热接收腔。
在一些较佳的实施例中，所述内热沉和外热沉在侧面有同心的走线孔，所述走线孔用于引出热接收腔的导线。
在一些较佳的实施例中，所述外热沉为方形或其他规则外形结构，所述外热沉加工有数个圆孔，所述圆孔数量与所述内热沉的数量一致。
在一些较佳的实施例中，所述内热沉和所述外热沉对应圆孔的轴心在同一竖直线上。
在一些较佳的实施例中，所述外热沉的表面设置有加热片。
本发明采用上述技术方案的优点是：
本发明提供的太阳辐射计分体式热沉结构，所述太阳辐射计包括热电堆环，所述热电堆环连接有热接收腔，包括内热沉和套设于所述内热沉表面的外热沉，所述内热层的上端部形成的锥面构成导热斜面，所述热电堆环和所述导热斜面连接，通过测量所述热接收腔和所述内热沉的温差，得到太阳的辐照度值，本发明提供的太阳辐射计分体式热沉结构，热沉分为内外嵌套结构，外热沉用来主动控温，内热沉与外热沉局部连接，内热沉与热电堆环之间的温差不会因为外层热沉的温度变化而产生扰动，由于内热沉与辐射计通道数对应，各个内热沉之间不直接连通，使得各个通道热环境相互独立，互不干扰。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的太阳辐射计分体式热沉结构的剖面结构示意图；
图2为本发明实施例提供的内热沉结构示意图；
图3为本发明实施例提供的外热沉结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，为本发明实施例提供的太阳辐射计分体式热沉结构，包括若干个内热沉110和套设于所述内热沉表面的外热沉120。以下仅详细说明各个部件之间的连接关系。
在本发明提供的实施例中，所述太阳辐射计(图未示)包括热电堆环(图未示)，所述热电堆环(图未示)连接有热接收腔(图未示)，所述内热沉110数量和所述太阳辐射计通道数相同。可以理解，本发明提供的太阳辐射计的结构与现有技术公开的一致，这里不再说明。
请参阅图2及图3，本别为本发明实施例提供的内热沉及外热沉的结构示意图。
所述内热层的上端部111形成的锥面构成导热斜面113，所述热电堆环和所述导热斜面113连接，根据所述热接收腔和所述内热沉110的温差来测量太阳辐射功率。
在一些较佳的实施例中，沿所述内热沉的外壁112设置有若干个导热凸耳114，所述外热沉120配合所述导热凸耳114设有安装面121，所述导热凸耳114与所述安装面121配合连接。
进一步地，所述导热凸耳114与所述安装面121的接触面积可以调整，可以理解，通过调整导热凸耳114与外热沉120接触面的大小可以调节内热沉和外热沉之间的接触热阻。
可以理解，所述内热沉和外热沉通过导热凸耳114和安装面121接触外，其他部分处于不接触状态。
可以理解，本发明通过分体式热沉结构使得在对外热沉120进行加热或散热时，内热沉110由于与外热沉120分体而不会受到干扰，各个通道之间的测量也相互独立，互不影响；另一方面，由于内热沉110与外热沉120有一定的接触热阻，内热沉110的热量可以通过导热回路缓慢释放到外热沉120，不会引起热量累计而使热沉测温点温度持续升高。
在一些较佳的实施例中，所述内热沉110为圆筒形结构，圆筒上下端面与所述热电堆环的里面连接，所述热电堆环的另一面连接所述热接收腔，根据所述热接收腔和所述内热沉110的温差来测量太阳辐射功率。
所述外热沉120为方形或其他规则外形结构，所述外热沉120加工有数个圆孔，所述圆孔数量与所述内热沉110的数量一致，所述内热沉110和所述外热沉120对应圆孔的轴心在同一竖直线上，且所述内热沉110和外热沉120在侧面有同心的走线孔122，走线孔122用于引出热接收腔的加热导线和热点导线。
在一些较佳的实施例中，所述外热沉120的表面设置有加热片123，加热片123用来控制整个热沉结构的基础温度范围。
通过实验仿真，本发明提供的分体式热沉结构在太阳辐射测量时热沉冷点的温度波动减小，热沉抗外界干扰能力增强，太阳辐射计测量结果抖动减小。
本发明提供的太阳辐射计分体式热沉结构，热沉分为内外嵌套结构，外热沉用来主动控温，内热沉与外热沉局部连接，内热沉与热电堆环之间的温差不会因为外层热沉的温度变化而产生扰动，由于内热沉与辐射计通道数对应，各个内热沉之间不直接连通，使得各个通道热环境相互独立，互不干扰。
当然本发明的太阳辐射计分体式热沉结构还可具有多种变换及改型，并不局限于上述实施方式的具体结构。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (8)

1.一种太阳辐射计分体式热沉结构，所述太阳辐射计包括热电堆环，所述热电堆环连接有热接收腔，其特征在于，包括若干个内热沉和套设于所述内热沉表面的外热沉，所述内热沉数量和所述太阳辐射计通道数相同，所述内热沉的上端部形成的锥面构成导热斜面，所述热电堆环和所述导热斜面连接，通过测量所述热接收腔和所述内热沉的温差，得到太阳的辐照度值。
2.如权利要求1所述的太阳辐射计分体式热沉结构，其特征在于，沿所述内热沉的外壁设置有若干个导热凸耳，所述外热沉配合所述导热凸耳设有安装面，所述导热凸耳与所述安装面配合连接。
3.如权利要求2所述的太阳辐射计分体式热沉结构，其特征在于，所述导热凸耳与所述安装面的接触面积可以调整。
4.如权利要求1所述的太阳辐射计分体式热沉结构，其特征在于，所述内热沉为圆筒形结构，圆筒上下端面与所述热电堆环的里面连接，所述热电堆环的另一面连接所述热接收腔。
5.如权利要求1所述的太阳辐射计分体式热沉结构，其特征在于，所述内热沉和外热沉在侧面有同心的走线孔，所述走线孔用于引出热接收腔的导线。
6.如权利要求1所述的太阳辐射计分体式热沉结构，其特征在于，所述外热沉为方形或其他规则外形结构，所述外热沉加工有数个圆孔，所述圆孔数量与所述内热沉的数量一致。
7.如权利要求6所述的太阳辐射计分体式热沉结构，其特征在于，所述内热沉和所述外热沉对应圆孔的轴心在同一竖直线上。
8.如权利要求7所述的太阳辐射计分体式热沉结构，其特征在于，所述外热沉的表面设置有加热片。
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