一種用于太陽能重力熱管溫差檢測的快速測溫裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于太陽能重力熱管溫差檢測的快速測溫裝置。加熱水槽底部內(nèi)安裝有加熱器，側(cè)壁設(shè)有水溫采集裝置，太陽能重力熱管上部通過支架固定安裝，下部伸入到加熱水槽內(nèi)的水中，上端的冷凝端均勻噴涂有一層太陽能重力熱管冷凝端涂層，紅外測溫儀正對于太陽能重力熱管冷凝端涂層測溫，得到測試溫度；再由加熱水槽內(nèi)的水溫采集裝置采集到的實(shí)時水溫；將實(shí)時水溫和測試溫度相減得到溫差。本實(shí)用新型解決了太陽能重力熱管的工件因尺寸偏差、表面氧化程度不同等因素造成誤差偏大的問題，在太陽能重力熱管表面氧化程度不一的情況下，獲得其冷凝端的精確溫度；簡單有效，為實(shí)現(xiàn)溫差檢測自動化提供切實(shí)可行的測溫方式。
【專利說明】—種用于太陽能重力熱管溫差檢測的快速測溫裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種太陽能重力熱管的測量裝置，尤其是涉及一種用于太陽能重力熱管溫差檢測的快速測溫裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]重力熱管是一種能快速將熱能從一點(diǎn)傳至另一點(diǎn)的裝置，由于它具有超常的熱傳導(dǎo)能力，而且?guī)缀鯖]有熱損耗，因此它被稱作傳熱超導(dǎo)體，其導(dǎo)熱系數(shù)為銅的數(shù)千倍。當(dāng)熱管的一端受熱時，毛細(xì)芯中的液體蒸發(fā)汽化，蒸汽在微小的壓差下流向另一端放出熱量凝結(jié)成液體。液體再沿多孔材料靠毛細(xì)芯的作用流回蒸發(fā)段，如此循環(huán)不已，熱量從熱管的一端傳至另一端。當(dāng)熱管傾斜或垂直放置時，其工質(zhì)的循環(huán)流動將受重力的影響，可將蒸發(fā)段置于下方，則在上方冷凝的液體工質(zhì)可借助重力而回流到蒸發(fā)段，因此可不采用吸液芯，這就是重力熱管。重力熱管，工作靠重力在熱管內(nèi)回流，無需采用吸液芯，這就減小了熱管的加工難度，降低了制造成本，廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。
[0003]太陽能重力熱管傳熱性能直接影響到集熱(熱水)器整體熱性能，國標(biāo)GB/T24767-2009《太陽能重力熱管》更是直接規(guī)定了太陽能重力熱管溫差試驗(yàn)方法和要求。
[0004]在工廠生產(chǎn)中太陽能重力熱管溫差試驗(yàn)是每根必檢，淘汰不合格產(chǎn)品，保證太陽能熱水器的產(chǎn)品質(zhì)量。在工廠溫差試驗(yàn)中由于技術(shù)和環(huán)境條件所限，一般采用接觸式測溫裝置獲得太陽能重力熱管溫差，但操作過程均需人工近距離操作，導(dǎo)致試驗(yàn)效率低，存在安全隱患。直接采用紅外測溫儀測溫會因重力熱管的表面氧化成程度不一，造成熱管表面發(fā)射率不同，增大測溫誤差，增加產(chǎn)品不合格率。
[0005]目前工廠進(jìn)行太陽能重力熱管溫差試驗(yàn)還是采用接觸式測溫裝置，接觸式測溫裝置容易發(fā)生形變導(dǎo)致測溫誤差增大，現(xiàn)在國內(nèi)還沒有太陽能重力熱管溫差試驗(yàn)的非接觸式精確測溫方式。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有廠家太陽能重力熱管溫差試驗(yàn)中非接觸式測溫存在的精確度不高和檢測效率不高的問題，本實(shí)用新型目的提供一種用于太陽能重力熱管溫差檢測的快速測溫裝置，通過紅外方式快速測溫，減少物體表面，環(huán)境對紅外測溫的影響，達(dá)到為太陽能重力熱管溫差試驗(yàn)提供精確測量數(shù)據(jù)。
[0007]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案包括:
[0008]包括支架、紅外測溫儀、加熱水槽、加熱器和水溫采集裝置；加熱水槽內(nèi)裝有水，力口熱水槽的底部內(nèi)安裝有用于加熱水的加熱器，加熱水槽的側(cè)壁設(shè)有水溫采集裝置，太陽能重力熱管上部通過支架固定安裝在加熱水槽上，太陽能重力熱管下部伸入到加熱水槽內(nèi)的水中，太陽能重力熱管長度的2/3~3/5放入加熱水槽的水中，支架與太陽能重力熱管連接的接觸面之間設(shè)有用于防止熱傳遞的絕熱橡膠；太陽能重力熱管上端為冷凝端，冷凝端均勻噴涂有一層太陽能重力熱管冷凝端涂層，紅外測溫儀正對于太陽能重力熱管冷凝端涂層測溫。
[0009]所述的太陽能重力熱管水平面之間的傾角為60度?90度。
[0010]所述的加熱水槽外設(shè)有用于保溫的隔熱層。
[0011]所述的加熱水槽外側(cè)安裝有用于恒溫控制的溫度控制器，溫度控制器與加熱水槽內(nèi)的加熱器和水溫采集裝置連接。
[0012]本實(shí)用新型具有的有益效果是:
[0013]本實(shí)用新型解決了太陽能重力熱管的工件因尺寸偏差、表面氧化程度不同等因素造成誤差偏大的問題，簡單有效，并為實(shí)現(xiàn)溫差檢測自動化提供切實(shí)可行的測溫方式。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了在太陽能重力熱管表面氧化程度不一的情況下，獲得太陽能重力熱管的冷凝端的精確溫度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖1是本實(shí)用新型的裝置示意圖。
[0015]圖中:1、支架，2、太陽能重力熱管冷凝端涂層，3、紅外測溫儀，4、太陽能重力熱管，5、加熱水槽，6、水溫采集裝置，7、加熱器。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖來進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型裝置包括支架1、紅外測溫儀3、加熱水槽5、加熱器7和水溫采集裝置6 ;加熱水槽5內(nèi)裝有水，加熱水槽5的底部內(nèi)安裝有用于加熱水的加熱器7，加熱水槽5的側(cè)壁設(shè)有水溫采集裝置6，太陽能重力熱管4上部通過支架I固定安裝在加熱水槽5上，太陽能重力熱管4下部伸入到加熱水槽5內(nèi)的水中，太陽能重力熱管4長度的2/3-3/5放入加熱水槽5的水中，支架I與太陽能重力熱管4連接的接觸面之間設(shè)有用于防止熱傳遞的絕熱橡膠，防止太陽能重力熱管4與支架I進(jìn)行熱傳遞。
[0018]太陽能重力熱管4上端為冷凝端，冷凝端均勻噴涂有一層太陽能重力熱管冷凝端涂層2，紅外測溫儀3正對于太陽能重力熱管冷凝端涂層2測溫。
[0019]太陽能重力熱管4水平面之間的傾角為60度?90度。
[0020]加熱水槽5外設(shè)有用于保溫的隔熱層。
[0021]加熱水槽5外側(cè)安裝有用于恒溫控制的溫度控制器，溫度控制器與加熱水槽5內(nèi)的加熱器7和水溫采集裝置6連接。
[0022]本實(shí)用新型首先用已在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定且具有高發(fā)射率的噴漆對太陽能重力熱管令凝端進(jìn)行噴漆處理，根據(jù)噴漆圖層發(fā)射率調(diào)整紅外測溫儀的發(fā)射率，對放入加熱水槽的太陽能重力熱管令凝端漆面的溫度進(jìn)行測量?？蓪?shí)現(xiàn)在太陽能重力熱管表面氧化程度不一的情況下，獲得太陽能重力熱管的令凝端的精確溫度。
[0023]本實(shí)用新型裝置的快速測溫過程具體包括以下步驟:
[0024]步驟一、用高發(fā)射率的噴漆對所述太陽能重力熱管4的冷凝端進(jìn)行噴漆處理，形成太陽能重力熱管冷凝端涂層2 ；
[0025]步驟二、將所述紅外測溫儀3的發(fā)射率設(shè)定為高發(fā)射率噴漆的發(fā)射率；
[0026]步驟三、在所述加熱水槽5內(nèi)加入水，將所述加熱器7通電加熱水；
[0027]步驟四、待水溫達(dá)到測試所需溫度后，將太陽能重力熱管4冷凝端朝上，太陽能重力熱管4下端放入加熱水槽5內(nèi)，所述太陽能重力熱管4長度的2/3~3/5放入加熱水槽5中，并通過支架I固定；
[0028]步驟五、根據(jù)測量要求的時間，用紅外測溫儀3對準(zhǔn)太陽能重力熱管冷凝端涂層2進(jìn)行測溫，得到測試溫度Td;再由加熱水槽5內(nèi)的水溫采集裝置6采集到的實(shí)時水溫T 3;將實(shí)時水溫Ts和測試溫度Td相減得到溫差A(yù)t。
[0029]優(yōu)選的噴漆發(fā)射率在0.93以上。
[0030]上述步驟一中太陽能重力熱管4冷凝端的至少半個環(huán)形側(cè)面噴有噴漆，紅外測溫儀3正對準(zhǔn)噴漆處的涂層檢測。
[0031]上述支架I與太陽能重力熱管4連接的接觸面之間設(shè)有用于防止熱傳遞的絕熱橡膠。
[0032]步驟四中計算得到溫差的具體計算公式為:
[0033]Δ t=Ts-Td
[0034]其中，Λ t為所述太陽能重力熱管4受熱端與冷凝段之間的溫差，Ts為加熱水槽5的實(shí)時水溫，Td紅外測溫儀3測得所述太陽能重力熱管冷凝端頂端涂層2的測試溫度。
[0035]本實(shí)用新型首先用已在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)標(biāo)定且具有高發(fā)射率的噴漆對太陽能重力熱管冷凝端進(jìn)行噴漆處理，根據(jù)噴漆圖層發(fā)射率調(diào)整紅外測溫儀的發(fā)射率，對放入加熱水槽的太陽能重力熱管冷凝端漆面的溫度進(jìn)行測量。通過本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了在太陽能重力熱管表面氧化程度不一的情況下，獲得太陽能重力熱管的冷凝端的精確溫度。
[0036]本實(shí)用新型的實(shí)施例如下:
[0037]本實(shí)施例中測試使用的太陽能重力熱管長度為I米，環(huán)境溫度為27攝氏度。
[0038]通過查閱材料物體表面發(fā)射率表，使用的太陽能重力熱管表面發(fā)射率為0.12。
[0039]步驟一、用工業(yè)用黑體噴漆對太陽能重力熱管冷凝端進(jìn)行噴漆處理，該噴漆的發(fā)射率為0.95。在距離太陽能重力熱管冷凝端頂端2厘米處噴漆，形成太陽能重力熱管冷凝端涂層2。為了方便紅外測量，涂層需要覆蓋整個環(huán)形側(cè)面，寬度I厘米。噴涂過程中，每隔10分鐘噴涂一次，重復(fù)3到4次，使漆面厚度到達(dá)0.8~1毫米，保證漆面均勻。
[0040]步驟二、使用的紅外測溫儀為FLUKE-561 IR THEM0METER，將該紅外測溫儀的發(fā)射率設(shè)定為0.95。
[0041]步驟三、將適量的水加入加熱水槽5內(nèi)，使水深達(dá)到75厘米。通過加熱器7對熱水槽5內(nèi)的水進(jìn)行加熱，通過水溫采集裝置6進(jìn)行實(shí)時測溫，水溫采集裝置6采用PT100鉬熱電阻。水溫采集裝置6和加熱器7連接到溫度控制器，使用溫度控制器控制水溫，使得水溫達(dá)到50°C并穩(wěn)定。
[0042]步驟四、水溫達(dá)到50°C后，太陽能重力熱管4冷凝端朝上，豎直放入加熱水槽5中，使太陽能重力熱管4底端65厘米浸入水中，并固定在支架I上，支架I與太陽能重力熱管安裝絕熱橡膠，防止太陽能重力熱管4與支架I進(jìn)行熱傳遞。根據(jù)測量要求時間，放入水中I分鐘之后，用已經(jīng)設(shè)定發(fā)射率參數(shù)的紅外測溫儀3對準(zhǔn)太陽能重力熱管冷凝端涂層2進(jìn)行測溫，測溫頭距離涂層30厘米。此時水溫采集裝置6采集到的實(shí)時水溫\為49.2V，紅外測溫儀測得太陽能重力熱管冷凝端涂層2的溫度TdS 48.5°C。得到該太陽能重力熱管溫差試驗(yàn)中溫差 Λ t=Ts-Td=49.2-48.5=0.7 V。
[0043]為比較此快速測溫過程有效性，將不經(jīng)過噴漆處理的同一型號太陽能重力熱管4根據(jù)上述步驟四放入水槽中，放入水中I分鐘之后，分別用貼片式PTlOO鉬熱電阻測溫裝置和發(fā)射率參數(shù)為O. 12的紅外測溫儀3測量太陽能重力熱管冷凝端溫度。此時水溫采集裝置6采集到的實(shí)時水溫Tsi為49. 5°C，貼片式PT100鉬熱電阻測溫裝置采集到的測量溫度T P為49°C，溫差A(yù)t1= Tsi-Tp=O. 50C ο紅外測溫儀測得的溫度Tdl為62. 6°C，溫差= At2= -Tsi-Tdl=-13. 4。。。
[0044]通過以上方法得到的數(shù)據(jù)表明：采用本實(shí)用新型裝置得到的溫差Λ t和采用貼片式PT100鉬熱電阻測溫裝置計算得到的溫差Λ ^的差值為O. 2，因此在太陽能重力熱管4溫差檢測中采用本實(shí)用新型裝置可以代替接觸式測溫方式。然而不經(jīng)過噴漆處理，直接用紅外測溫儀3測溫計算得到的溫差為-13. 4°C，誤差非常大，無法得出正確的檢測結(jié)果。
[0045]不經(jīng)過噴漆處理，太陽能重力熱管4因?yàn)榄h(huán)境關(guān)系，表面會發(fā)生氧化，表面發(fā)射率會發(fā)生改變，再用設(shè)定了理論發(fā)射率的紅外測溫儀3測溫，就會造成極大的誤差。在同一批次中，每根太陽能重力熱管氧化程度不一，單根太陽能重力熱管冷凝端表面發(fā)射率并不能代表其他太陽能重力熱管冷凝端表面發(fā)射率，因此采用本實(shí)用新型轉(zhuǎn)置可統(tǒng)一冷凝端表面發(fā)射率，提高紅外測溫儀測溫精度，加快溫差檢驗(yàn)速度，具有非常顯著的技術(shù)效果。
[0046]本實(shí)用新型在測溫材料表面噴漆，很好地解決了工廠在太陽能重力熱管溫差試驗(yàn)中，產(chǎn)品因尺寸偏差，金屬表面氧化程度不一導(dǎo)致紅外測溫誤差偏大的問題，也使得紅外測溫技術(shù)更好的運(yùn)用到工業(yè)生產(chǎn)中，促進(jìn)生產(chǎn)自動化水平。
【權(quán)利要求】
1.一種用于太陽能重力熱管溫差檢測的快速測溫裝置，其特征在于:包括支架(I)、紅外測溫儀(3)、加熱水槽(5)、加熱器(7)和水溫采集裝置(6);加熱水槽(5)內(nèi)裝有水，加熱水槽(5)的底部內(nèi)安裝有用于加熱水的加熱器(7)，加熱水槽(5)的側(cè)壁設(shè)有水溫采集裝置(6)，太陽能重力熱管(4)上部通過支架(I)固定安裝在加熱水槽(5)上，太陽能重力熱管(4)下部伸入到加熱水槽(5)內(nèi)的水中，太陽能重力熱管(4)長度的2/3~3/5放入加熱水槽(5)的水中，支架(I)與太陽能重力熱管(4)連接的接觸面之間設(shè)有用于防止熱傳遞的絕熱橡膠；太陽能重力熱管(4)上端為冷凝端，冷凝端均勻噴涂有一層太陽能重力熱管冷凝端涂層(2)，紅外測溫儀(3)正對于太陽能重力熱管冷凝端涂層(2)測溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于太陽能重力熱管溫差檢測的快速測溫裝置，其特征在于:所述的太陽能重力熱管(4)水平面之間的傾角為60度?90度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于太陽能重力熱管溫差檢測的快速測溫裝置，其特征在于:所述的加熱水槽(5)外設(shè)有用于保溫的隔熱層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于太陽能重力熱管溫差檢測的快速測溫裝置，其特征在于:所述的加熱水槽(5)外側(cè)安裝有用于恒溫控制的溫度控制器，溫度控制器與加熱水槽(5 )內(nèi)的加熱器(7 )和水溫采集裝置(6 )連接。
【文檔編號】F28D15/02GK204227972SQ201420639947
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】陳樂 , 徐建斌, 王則瑤, 謝敏 申請人:中國計量學(xué)院