CN203011815U - 材料法向发射比测试系统 - Google Patents

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闻宝民
闫春英
何丽
田成华
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Abstract

一种材料法向发射比测试系统，包括冷、热水箱，冷、热水循环管路，PID调节数显温控仪，置于热水箱内的循环泵Ⅰ、温度传感器Ⅰ和电加热器Ⅰ、黑体腔和材料试验腔，置于冷水箱内的循环泵Ⅱ、温度传感器Ⅱ、电加热器Ⅱ，温度传感器Ⅰ、温度传感器Ⅱ、电加热器Ⅰ及电加热器Ⅱ分别与PID调节数显温控仪相连，其特殊之处是：在冷水箱内设有半导体制冷器和零点校正腔，在冷水箱外设有与冷水箱相通的腔座，在腔座内放置有红外测试腔，红外测试腔底面置有与PID调节数显温控仪的信号输入端相连的红外测温元件，所述半导体制冷器与PID调节数显温控仪的信号输出端相连。优点是：成本低，体积小，能耗低，反应灵敏，误差小，测试数据准确度高，适用于小型循环设备。

Description

材料法向发射比测试系统
技术领域
本实用新型涉及一种材料法向发射比测试系统。
背景技术
材料法向发射比是指平板材料法向辐射出射度与黑体法向辐射出射度的比值。这个比值在太阳能利用时对所用材料的选择有重要作用，其能够检测太阳能利用效率的高低。目前，材料法向发射比测试系统由内设黑体腔和材料测试腔的恒温热水箱、给恒温热水箱加热的电加热器，用于控制温升的制冷器，与恒温热水箱相通的循环管路、用来测量恒温热水箱温度的温控测量系统组成。因为在测量黑体腔的辐射值时应与测量材料试验腔的辐射值温度相同，在测试时恒温热水箱的温度稳定对测试结果有很大影响。恒温的实现主要取决于制冷与加热之间的互补，现阶段制冷方法都采用大型制冷机组，其能耗高，体积大，设备投资高，不适于小型循环设备；此外，现有的材料法向发射比测试系统没有零点校正功能，以及采用热敏电阻测量黑体腔和材料试验腔温度，反应不灵敏，误差大，因此测量结果准确度不高。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种在测量黑体腔的辐射值与测量材料试验腔的辐射值时保证温度相同的材料法向发射比测试系统，其结构紧凑，成本低，体积小，能耗低，反应灵敏，误差小，测试数据准确度高，适用于小型循环设备。
本实用新型的技术方案是：
该材料法向发射比测试系统，包括热水箱，位于热水箱下面的冷水箱，连通热水箱的热水循环管路和连通冷水箱的冷水循环管路， PID调节数显温控仪，置于热水箱内的循环泵Ⅰ、温度传感器Ⅰ和电加热器Ⅰ、黑体腔和材料试验腔，置于冷水箱内的循环泵Ⅱ、温度传感器Ⅱ、电加热器Ⅱ，所述温度传感器Ⅰ、温度传感器Ⅱ分别与PID调节数显温控仪的信号输入端相连，PID调节数显温控仪的输出端分别与电加热器Ⅰ及电加热器Ⅱ相连，冷水箱和热水箱上设有上水管路和溢流排水管路，其特殊之处是：在冷水箱内设有半导体制冷器和零点校正腔，在冷水箱外设有与冷水箱相通的腔座，在腔座内放置有红外测试腔，红外测试腔底面置有与PID调节数显温控仪的信号输入端相连的红外测温元件，所述半导体制冷器与PID调节数显温控仪的信号输出端相连。
所述腔座通过冷水循环管路与冷水箱相通。
所述上水管路通过上水主控制阀、冷水箱控制阀和热水箱控制阀分别与冷水箱和热水箱底部相通，在热水箱内顶部设有排气管和排气阀，溢流排水管路上设有溢流控制阀，溢流排水管路分别与冷水箱和热水箱内顶部相通，与冷水箱和热水箱底部相通的上水管通过冷水箱控制阀、热水箱控制阀以及排水阀与溢流排水管路相通。
本实用新型的有益效果是：
1、采用半导体制冷器制冷，将半导体制冷器冷凝面与待测环境紧密连接，即可起到制冷作用，制冷效率高，减小了测试系统的整体体积，并降低了生产成本且节能，尤其适于小型循环设备。
2、采用红外测温测试腔用以检测黑体腔、材料试验腔和零点校正腔的数据，具有无接触测温、远距离测量高温等特点。测试时可不直接接触冷、热水箱内部而直接测试出数据，且采用插装形式更方便移动，简化了操作步骤。并且红外测温元件灵敏度高，响应时间快，进而检测信号稳定且速度快，提升了测试数据的实时性。通过零点校正腔，可进行零点校正，提高了测试数据的准确性。
3、通过半导体制冷器起到制冷作用，再与PID调节的加热器配合形成循环水流，可以达到测试环境80±0.1℃稳定不变。试验结果温差达到±0.1度。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1中红外测试腔的结构示意图；
图3是图1中零点校正腔的结构示意图。
图中：黑体腔1，材料试验腔2，零点校正腔3，红外测试腔4，红外测温元件401，PID调节数显温控仪5，热水箱6，冷水箱7，温度传感器Ⅰ8，电加热器Ⅰ9，热水器循环管路10，循环泵Ⅰ11，温度传感器Ⅱ12，电加热器Ⅱ13，冷水箱循环管路14，循环泵Ⅱ15，半导体制冷器16，腔座17，上水管路18、溢流排水管路19，排水阀20，上水主控制阀21，热水箱控制阀22，冷水箱控制阀23，排气管24，排气阀25，溢流控制阀26。
具体实施方式
如图1所示，该材料法向发射比测试系统，包括热水箱6，位于在热水箱6下面的冷水箱7，与冷水箱7相通的冷水箱循环管路14和与热水箱6连通的热水器循环管路10，位于热水箱6上面的PID调节数显温控仪5，设在热水箱6内的温度传感器Ⅰ8、循环泵Ⅰ11、黑体腔1、材料试验腔2、电加热器Ⅰ9，设于冷水箱7内的温度传感器Ⅱ12、循环泵Ⅱ15，零点校正腔3、半导体制冷器16和电加热器Ⅱ13，用来分别对黑体腔1、材料试验腔2和零点校正腔3进行测试的红外测试腔4，红外测试腔4底面设有红外测温元件401如图2所示；所述红外测试腔4配置有腔座17，平时将红外测试腔4放置在腔座17内，所述腔座17与冷水箱循环管路14相通(也可通过另设的连接管路与冷水箱7相通)，用来将冷水引入腔座17内，即与冷水箱7内的水为同一循环，确保冷水箱7与腔座17内水温保持一致。PID调节数显温控仪5的信号输入端分别与温度传感器Ⅰ8、温度传感器Ⅱ12和红外测试腔4电连接，PID调节数显温控仪5的信号输出端分别与电加热器Ⅰ9、斗导体制冷器16和电加热器Ⅱ13电连接，控制加热、制冷并显示测试法向发射比数据。
如图3所示，零点校正腔3的测试窗口设在冷水箱7外侧，黑体腔1和材料试验腔2的测试窗口设在热水箱5外侧，红外测试腔4是可移动的，以便对零点校正腔3、黑体腔1、材料试验腔2分别进行测试。
冷水箱7和热水箱6上设有上水管路18、溢流排水管路19，上水管路18通过上水主控制阀21、冷水箱控制阀23和热水箱控制阀22分别与冷水箱7和热水箱6底部相通，在热水箱6内顶部设有排气管24和排气阀25，溢流排水管路19上设有溢流控制阀26，溢流排水管路19分别与冷水箱7和热水箱6内顶部相通，与冷水箱7和热水箱6底部相通的上水管18通过冷水箱控制阀23、热水箱控制阀22以及排水阀20与溢流排水管路19相通。
上水时，打开上水主控制阀2，再打开冷水箱控制阀23，冷水箱7内水位至溢流口位置时由溢液排水阀26排出，关闭冷水箱控制阀23，打开热水箱控制阀22，向热水箱6内加水，水位至溢流口位置时，溢流排水管路19排水，关闭热水箱控制阀22。由PID调节的电加热器Ⅰ9来实现热水箱6的恒温控制，经过循环泵Ⅰ11循环使热水箱6内各处温度保持一致；将半导体制冷器16冷凝面与待测环境紧密连接，冷水箱7则由半导体制冷器16和PID调节的电加热器Ⅱ13的共同作用通过循环泵Ⅱ15循环使冷水箱7各处温度保持一致。然后将热外测试腔4分别放入零点校正腔3、黑体腔1、材料试验腔2进行零点校正和相应测试。测试后，打开冷水箱控制阀23、排水阀20，将冷水箱7内的水经上水管路18、溢流排水管路19排出，然后打开热水箱控制阀22，使热水箱6内的水由上水管路18、溢流排水管路19排出。

Claims (3)

1.一种材料法向发射比测试系统，包括热水箱，位于热水箱下面的冷水箱，连通热水箱的热水循环管路和连通冷水箱的冷水循环管路， PID调节数显温控仪，置于热水箱内的循环泵Ⅰ、温度传感器Ⅰ和电加热器Ⅰ、黑体腔和材料试验腔，置于冷水箱内的循环泵Ⅱ、温度传感器Ⅱ、电加热器Ⅱ，所述温度传感器Ⅰ、温度传感器Ⅱ分别与PID调节数显温控仪的信号输入端相连，PID调节数显温控仪的输出端分别与电加热器Ⅰ及电加热器Ⅱ相连，冷水箱和热水箱上设有上水管路和溢流排水管路，其特征是：在冷水箱内设有半导体制冷器和零点校正腔，在冷水箱外设有与冷水箱相通的腔座，在腔座内放置有红外测试腔，红外测试腔底面置有与PID调节数显温控仪的信号输入端相连的红外测温元件，所述半导体制冷器与PID调节数显温控仪的信号输出端相连。
2.根据权利要求1所述的材料法向发射比测试系统，其特征是：所述腔座通过冷水循环管路与冷水箱相通。
3.根据权利要求1所述的材料法向发射比测试系统，其特征是：所述上水管路通过上水主控制阀、冷水箱控制阀和热水箱控制阀分别与冷水箱和热水箱底部相通，在热水箱内顶部设有排气管和排气阀，溢流排水管路上设有溢流控制阀，溢流排水管路分别与冷水箱和热水箱内顶部相通，与冷水箱和热水箱底部相通的上水管通过冷水箱控制阀、热水箱控制阀以及排水阀与溢流排水管路相通。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103604829A (zh) * 2013-12-03 2014-02-26 康达新能源设备股份有限公司 太阳能选择性涂层法向发射率测试系统及测试方法
CN113768364A (zh) * 2021-09-16 2021-12-10 上海谊帅实业有限公司 一种新型电热饮水装置

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