太陽能選擇性涂層法向發(fā)射率測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽能選擇性涂層法向發(fā)射率測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法，測(cè)試系統(tǒng)包括：真空加熱機(jī)構(gòu)、黑體、溫控機(jī)構(gòu)、測(cè)量機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)。溫控機(jī)構(gòu)控制真空加熱機(jī)構(gòu)和黑體運(yùn)作，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)測(cè)量機(jī)構(gòu)運(yùn)作，測(cè)量機(jī)構(gòu)分別對(duì)待測(cè)樣品和黑體的能量進(jìn)行探測(cè)，并將探測(cè)的能量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)后傳送至計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)。本發(fā)明測(cè)試系統(tǒng)簡(jiǎn)單、成本低廉、性能穩(wěn)定、操作方便；測(cè)試方法簡(jiǎn)單，技術(shù)可靠，測(cè)試效率高。
【專利說明】太陽能選擇性涂層法向發(fā)射率測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)射率測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種太陽能選擇性涂層法向發(fā)射率測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熱輻射體表面的法線方向光譜輻射強(qiáng)度與相同溫度下黑體的法線方向光譜輻射強(qiáng)度之比稱為法向光譜發(fā)射率。若對(duì)法向發(fā)射率指定波長(zhǎng)λ 1-λ 2范圍，則稱為法向波段發(fā)射率或法向積分發(fā)射率。法向積分發(fā)射率的測(cè)量結(jié)果僅為一數(shù)值，因此便于不同樣品測(cè)量結(jié)果間的比較，應(yīng)用廣泛。
[0003]法向發(fā)射率是表征了涂層的熱輻射能力，它與物質(zhì)的組分、表面條件、溫度、考察的波長(zhǎng)等因素有關(guān)，因此它是多元函數(shù)，準(zhǔn)確測(cè)量非常困難。能量法測(cè)發(fā)射率的基本原理是直接測(cè)量樣品的福射能量，根據(jù)Planck或Stefan-Boltzmann定律和發(fā)射率定義即可計(jì)算出樣品的發(fā)射率。由于絕對(duì)輻射能量的測(cè)量存在較大誤差，所以目前主要采用能量比較法進(jìn)行測(cè)量，即在同一溫度下，分別測(cè)量黑體與樣品的輻射能量，計(jì)算兩者的比值。
[0004]近年來國(guó)內(nèi)外的能量法發(fā)射率設(shè)備主要采用傅里葉分析光譜儀為測(cè)量系統(tǒng)。如文獻(xiàn) Journal of Physics: Conference Series 13 (2005) 63 - 66 給出的能量法測(cè)法向發(fā)射率裝置，可實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)范圍0.6?25 μ m及溫度范圍60-1500°C的法向光譜發(fā)射率，但傅立葉分析光譜儀構(gòu)造復(fù)雜且成本昂貴，技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度大。工作時(shí)，該類設(shè)備先由干涉儀對(duì)樣品的輻射能量進(jìn)行分光處理，然后測(cè)量光譜發(fā)射率，因此測(cè)試效率低。
[0005]采用特殊測(cè)量系統(tǒng)在低溫下可使用的裝置很少，專利CN202794079U給出的裝置可測(cè)量90°C以下的法向發(fā)射率，但該裝置在使用一定時(shí)間后，需停機(jī)進(jìn)行冷卻，可見其測(cè)量精度和穩(wěn)定性并不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)的問題及滿足槽式太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域的需要，提供一種太陽能選擇性涂層法向發(fā)射率測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法，實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)范圍0.4?
10.4 μ m、溫度300?600°C范圍內(nèi)的涂層法向發(fā)射率的測(cè)量，設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低廉、技術(shù)可靠、測(cè)試效率高。
[0007]一種太陽能選擇性涂層法向發(fā)射率測(cè)試系統(tǒng)，包括:
真空加熱機(jī)構(gòu)，用于提供真空環(huán)境，并對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行加熱；
黑體，所述黑體為圓柱空腔式結(jié)構(gòu)，所述黑體的空腔內(nèi)設(shè)有第一熱電偶；
溫控機(jī)構(gòu)，用于控制所述真空加熱機(jī)構(gòu)運(yùn)作；
測(cè)量機(jī)構(gòu)，用于測(cè)量待測(cè)樣品和所述黑體的能量，并將所測(cè)的能量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)； 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動(dòng)所述測(cè)量機(jī)構(gòu)運(yùn)作；
計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)，用于顯示和處理測(cè)量數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果存儲(chǔ)；
所述真空加熱機(jī)構(gòu)和第一熱電偶均電性連接于所述溫控機(jī)構(gòu)；所述測(cè)量機(jī)構(gòu)設(shè)于所述真空加熱機(jī)構(gòu)的上方位置，所述黑體位于所述測(cè)量機(jī)構(gòu)的側(cè)部；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)均電性連接于所述測(cè)量機(jī)構(gòu)；所述溫控機(jī)構(gòu)控制所述真空加熱機(jī)構(gòu)和第一熱電偶運(yùn)作，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述測(cè)量機(jī)構(gòu)運(yùn)作，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)分別對(duì)待測(cè)樣品和黑體的能量進(jìn)行探測(cè)，并將探測(cè)的能量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)后傳送至所述計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)。
[0008]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述真空加熱機(jī)構(gòu)包括真空室及設(shè)于所述真空室內(nèi)的加熱臺(tái)，所述真空室設(shè)有真空接口和電氣接口，所述真空室經(jīng)所述真空接口連接有真空抽氣機(jī)組，所述加熱臺(tái)經(jīng)電氣接口連接于所述溫控機(jī)構(gòu)。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述真空室的室壁為水冷結(jié)構(gòu)，所述室壁上開設(shè)有循環(huán)水入口、循環(huán)水出口和氟化鈣窗口 ；所述加熱臺(tái)中設(shè)有第二熱電偶。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述溫控機(jī)構(gòu)包括PID溫度控制器和繼電器，所述PID溫度控制器電性連接于所述計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)，所述繼電器電性連接于所述PID溫度控制器。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)包括探測(cè)器、鎖相放大器和數(shù)據(jù)采集卡，所述探測(cè)器位于所述真空加熱機(jī)構(gòu)的正上方，所述鎖相放大器電性連接于所述探測(cè)器，所述數(shù)據(jù)采集卡電性連接于所述鎖相放大器。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述探測(cè)器連接有步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)電性連接于所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述探測(cè)器的探測(cè)端外設(shè)有水冷光柵。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)包括顯示模塊、處理模塊和存儲(chǔ)模塊，所述顯示模塊用于顯示測(cè)試數(shù)據(jù)并可進(jìn)行參數(shù)輸入，所述處理模塊用于對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，所述存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)處理后的數(shù)據(jù)。
一種太陽能選擇性涂層法向發(fā)射率的測(cè)試方法，包括以下步驟:
①、校準(zhǔn)測(cè)試；
②、將待測(cè)樣品置于所述加熱臺(tái)上，并關(guān)閉真空室門；
③、開始抽真空，待真空室內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到10_3Pa時(shí)，開啟真空室的室壁內(nèi)的循環(huán)冷卻水，通過計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)設(shè)定好加熱溫度并開始加熱至黑體和待測(cè)樣品的溫度與設(shè)定的溫度相冋；
④、所述探測(cè)器先探測(cè)出待測(cè)樣品的能量，并經(jīng)所述鎖相放大器的轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)Vs，由所述數(shù)據(jù)采集卡將電壓信號(hào)Vs采集后傳送至所述計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)并經(jīng)所述顯示模塊顯示出來；同時(shí)，所述數(shù)據(jù)采集卡控制所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述步進(jìn)電進(jìn)運(yùn)作，進(jìn)而帶動(dòng)所述探測(cè)器旋轉(zhuǎn)，并對(duì)所述黑體的能量進(jìn)行探測(cè)，所探測(cè)的能量經(jīng)所述鎖相放大器的轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)\，由所述數(shù)據(jù)采集卡將電壓信號(hào)\采集后傳送至所述計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)并經(jīng)所述顯示模塊顯示出來；
⑤、所述處理模塊對(duì)Vs和Vb進(jìn)行處理，即可得到法向發(fā)射率ε=VS/Vb ；
⑥、對(duì)Vs和Vb數(shù)值測(cè)量三次以上，得出不同的ε值，取平均值即可得到待測(cè)樣品的積分法向發(fā)射率；
⑦、停止加熱，同時(shí)停止所述真空抽氣機(jī)組，取出待測(cè)樣品，完成測(cè)試。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟①具體包括以下步驟:
將真空抽氣機(jī)組連接于所述真空室的真空接口，將標(biāo)準(zhǔn)白板置于所述加熱臺(tái)上，關(guān)閉
真空室門； 開啟真空抽氣機(jī)組與計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)，在常溫下待真空室內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到10_3Pa，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)白板進(jìn)行測(cè)量，通過計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)及背景噪音扣除。
[0016]關(guān)閉真空抽氣機(jī)組，取出標(biāo)準(zhǔn)白板，完成校準(zhǔn)。
[0017]上述太陽能選擇性涂層法向發(fā)射率測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法，測(cè)試系統(tǒng)簡(jiǎn)單、使用方便，提高了測(cè)量精度和穩(wěn)定性。所述真空加熱機(jī)構(gòu)與真空抽氣機(jī)組為快速連接形式，優(yōu)化了真空抽氣機(jī)組的資源配置。真空加熱機(jī)構(gòu)與探測(cè)器之間安置有水冷光柵，減少了環(huán)境輻射。其測(cè)試方法簡(jiǎn)單，可靠，便于操作，測(cè)試結(jié)果精確。
[0018]本發(fā)明適用于涂層在溫度300?600°C范圍、波長(zhǎng)0.4?10.6μπι范圍內(nèi)的法向
發(fā)射率測(cè)量，控制精確，測(cè)量測(cè)試結(jié)果精準(zhǔn)，測(cè)試系統(tǒng)成本相對(duì)低廉，技術(shù)簡(jiǎn)單可靠，性能穩(wěn)定，測(cè)試效率高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明的測(cè)試方法流程圖。
[0021]以下是本發(fā)明零部件符號(hào)標(biāo)記說明:
真空加熱機(jī)構(gòu)10、真空室11、真空接口 12、電氣接口 13、循環(huán)水入口 14、循環(huán)水出口15、氟化鈣窗口 16、加熱臺(tái)17、第二熱電偶18、黑體20、第一熱電偶21、溫控機(jī)構(gòu)30、PID溫度控制器31、繼電器32、測(cè)量機(jī)構(gòu)40、探測(cè)器41、水冷光柵42、鎖相放大器43、數(shù)據(jù)采集卡44、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50、步進(jìn)電機(jī)51、計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)60、顯示模塊61、處理模塊62、存儲(chǔ)模塊63。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征、技術(shù)手段以及所達(dá)到的具體目的、功能，解析本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神，藉由以下結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的詳述得到進(jìn)一步的了解。
[0023]一種太陽能選擇性涂層法向發(fā)射率測(cè)試系統(tǒng)，包括:真空加熱機(jī)構(gòu)10、黑體20、溫控機(jī)構(gòu)30、測(cè)量機(jī)構(gòu)40、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50和計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)60。黑體20為圓柱空腔式結(jié)構(gòu)，黑體20的空腔內(nèi)設(shè)有娃碳加熱板和第一熱電偶21,第一熱電偶21固定在娃碳板加熱板中心位置。
[0024]真空加熱機(jī)構(gòu)10和第一熱電偶21均電性連接于溫控機(jī)構(gòu)30 ;測(cè)量機(jī)構(gòu)40設(shè)于真空加熱機(jī)構(gòu)10的上方位置，黑體20位于測(cè)量機(jī)構(gòu)40的側(cè)部；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50和計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)60均電性連接于測(cè)量機(jī)構(gòu)40。溫控機(jī)構(gòu)30控制
真空加熱機(jī)構(gòu)10運(yùn)作,驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50驅(qū)動(dòng)測(cè)量機(jī)構(gòu)40運(yùn)作，測(cè)量機(jī)構(gòu)40分別對(duì)待測(cè)樣品和黑體20的能量進(jìn)行探測(cè)，并將探測(cè)的能量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)后傳送至計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)60。
[0025]真空加熱機(jī)構(gòu)10，用于提供真空環(huán)境，并對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行加熱。真空加熱機(jī)構(gòu)10包括真空室11及設(shè)于真空室11內(nèi)的加熱臺(tái)17。真空室11設(shè)有真空接口 12和電氣接口13，真空室11經(jīng)真空接口 12連接有真空抽氣機(jī)組，加熱臺(tái)17經(jīng)電氣接口 13連接于溫控機(jī)構(gòu)30。
[0026]真空室11的室壁為水冷結(jié)構(gòu)，室壁上開設(shè)有循環(huán)水入口 14、循環(huán)水出口 15和氟化鈣窗口 16。采用水冷結(jié)構(gòu)，防止室壁過熱，室壁的內(nèi)側(cè)經(jīng)拋光處理，以減少環(huán)境雜散輻射。氟化鈣窗口 16位于真空室11的頂部。
[0027]真空室11與真空抽氣機(jī)組通過快速接頭連接，在不做法向發(fā)射率測(cè)試時(shí)，真空抽氣機(jī)組可以進(jìn)行其他的真空抽氣工作，優(yōu)化了資源配置。
[0028]加熱臺(tái)17中設(shè)有第二熱電偶18，第二熱電偶18固定在加熱臺(tái)17的中心位置，力口熱臺(tái)17以熱傳導(dǎo)方式加熱，保證溫度分布均勻。
[0029]溫控機(jī)構(gòu)30，用于控制真空加熱機(jī)構(gòu)10運(yùn)作。溫控機(jī)構(gòu)30包括PID溫度控制器31和繼電器32。PID溫度控制器31電性連接于計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)60，繼電器32電性連接于PID溫度控制器31，所述第一熱電偶21和第二熱電偶18均與繼電器32電性連接。PID溫度控制器31用于控溫和顯示，在30min內(nèi)可將真空室11由室溫加熱到600°C并保持。第一熱電偶21和第二熱電偶18將測(cè)量的溫度信號(hào)傳送至繼電器32，繼電器32根據(jù)PID溫度控制器31所輸入的溫度值自動(dòng)跟蹤加熱臺(tái)17的溫度上升至設(shè)定溫度。溫度控制由PID溫度控制器31控制實(shí)現(xiàn)。
[0030]測(cè)量機(jī)構(gòu)40，用于測(cè)量待測(cè)樣品和黑體20的能量，并將所測(cè)的能量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。測(cè)量機(jī)構(gòu)40包括探測(cè)器41、鎖相放大器43和數(shù)據(jù)采集卡44。探測(cè)器41位于真空加熱機(jī)構(gòu)10的正上方，正對(duì)著氟化鈣窗口 16。鎖相放大器43電性連接于探測(cè)器41，數(shù)據(jù)采集卡44電性連接于鎖相放大器43。探測(cè)器41連接有步進(jìn)電機(jī)51，步進(jìn)電機(jī)51電性連接于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)51轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)51帶動(dòng)探測(cè)器41旋轉(zhuǎn)，以便分別探測(cè)黑體20和待測(cè)樣品的能量。
[0031]探測(cè)器41為光量子型半導(dǎo)體制冷式，可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作，不影響測(cè)量精度。探測(cè)器41的探測(cè)端外設(shè)有水冷光柵42，以減少環(huán)境輻射。
[0032]驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50，用于驅(qū)動(dòng)測(cè)量機(jī)構(gòu)40運(yùn)作。探測(cè)器41先探測(cè)出待測(cè)樣品的能量，探測(cè)完畢后，數(shù)據(jù)采集卡44控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電進(jìn)運(yùn)作，進(jìn)而帶動(dòng)探測(cè)器41旋轉(zhuǎn)，并對(duì)黑體20的能量進(jìn)行探測(cè)。
[0033]計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)60，用于顯示和處理測(cè)量數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果存儲(chǔ)，由發(fā)射率測(cè)量軟件實(shí)行集中控制，進(jìn)行參數(shù)輸入、數(shù)據(jù)顯示與處理、存儲(chǔ)等。計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)60包括顯示模塊61、處理模塊62和存儲(chǔ)模塊63。顯示模塊61用于顯示測(cè)試數(shù)據(jù)并可進(jìn)行參數(shù)輸入，處理模塊62用于對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，存儲(chǔ)模塊63用于存儲(chǔ)處理后的數(shù)據(jù)。
[0034]探測(cè)器41先探測(cè)出待測(cè)樣品的能量，并經(jīng)鎖相放大器43的轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)Vs，由數(shù)據(jù)采集卡44將電壓信號(hào)Vs采集后傳送至計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)60并經(jīng)顯示模塊61顯示出來。同時(shí)，數(shù)據(jù)采集卡44控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電進(jìn)運(yùn)作，進(jìn)而帶動(dòng)探測(cè)器41旋轉(zhuǎn)，并對(duì)黑體20的能量進(jìn)行探測(cè)，所探測(cè)的能量經(jīng)鎖相放大器43的轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)Vb，由數(shù)據(jù)采集卡44將電壓信號(hào)Vb采集后傳送至計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)60并經(jīng)顯示模塊61顯示出來。處理模塊62對(duì)Vs和Vb進(jìn)行處理，因在同一溫度下，探測(cè)器41的電壓輸出信號(hào)與待測(cè)樣品的輻射能量成線性關(guān)系，所以待測(cè)樣品與黑體20的能量之比可以轉(zhuǎn)換成探測(cè)器41的電壓值之比，SP可得到法向發(fā)射率ε =VS/Vb。
[0035]基于太陽能選擇性涂層法向發(fā)射率的測(cè)試系統(tǒng)，其測(cè)試方法包括以下步驟:
S1、校準(zhǔn)測(cè)試；該步驟具體包括以下三步驟
S1-ι、將真空抽氣機(jī)組連接于所述真空室11的真空接口 12，將標(biāo)準(zhǔn)白板置于所述加熱臺(tái)17上，關(guān)閉真空室11門； S1-2、開啟真空抽氣機(jī)組與計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)60，在常溫下待真空室11內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到10_3Pa，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)白板進(jìn)行測(cè)量，通通過計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)60實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)及背景噪音扣除。
[0036]S1-3、關(guān)閉真空抽氣機(jī)組，取出標(biāo)準(zhǔn)白板，完成校準(zhǔn)。
[0037]S2、將待測(cè)樣品置于所述加熱臺(tái)17上，并關(guān)閉真空室11門；
53、開始抽真空，待真空室11內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到10_3Pa時(shí)，開啟真空室11的室壁內(nèi)的循環(huán)冷卻水，通過計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)設(shè)定好加熱溫度并開始加熱至黑體20和待測(cè)樣品的溫度與設(shè)定的溫度相同；
54、所述探測(cè)器41先探測(cè)出待測(cè)樣品的能量，并經(jīng)所述鎖相放大器43的轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)Vs，由所述數(shù)據(jù)采集卡44將電壓信號(hào)Vs采集后傳送至所述計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)60并經(jīng)所述顯示模塊61顯示出來；同時(shí)，所述數(shù)據(jù)采集卡44控制所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50驅(qū)動(dòng)所述步進(jìn)電進(jìn)運(yùn)作，進(jìn)而帶動(dòng)所述探測(cè)器41旋轉(zhuǎn)，并對(duì)所述黑體20的能量進(jìn)行探測(cè)，所探測(cè)的能量經(jīng)所述鎖相放大器43的轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)\，由所述數(shù)據(jù)采集卡44將電壓信號(hào)Vb采集后傳送至所述計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)60并經(jīng)所述顯示模塊61顯示出來；
55、所述處理模塊62對(duì)Vs和Vb進(jìn)行處理，即可得到法向發(fā)射率ε=VS/Vb ；
56、對(duì)Vs和Vb數(shù)值測(cè)量三次以上，得出不同的ε值，取平均值即可得到待測(cè)樣品的積分法向發(fā)射率；
57、停止加熱，同時(shí)停止所述真空抽氣機(jī)組，取出待測(cè)樣品，完成測(cè)試。
[0038]綜上所述，上述太陽能選擇性涂層法向發(fā)射率測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法，測(cè)試系統(tǒng)簡(jiǎn)單、使用方便，提高了測(cè)量精度和穩(wěn)定性。所述真空加熱機(jī)構(gòu)10與真空抽氣機(jī)組為快速連接形式，優(yōu)化了真空抽氣機(jī)組的資源配置。真空加熱機(jī)構(gòu)10與探測(cè)器41之間安置有水冷光柵42，減少了環(huán)境輻射。其測(cè)試方法簡(jiǎn)單，可靠，便于操作，測(cè)試結(jié)果精確。
[0039]本發(fā)明適用于涂層在溫度300?600°C范圍內(nèi)的快速變化且溫度控制精確、測(cè)量波長(zhǎng)0.4?10.6 μ m范圍內(nèi)的法向發(fā)射率測(cè)量，測(cè)試結(jié)果精準(zhǔn)，測(cè)試系統(tǒng)成本相對(duì)低廉，技術(shù)簡(jiǎn)單可靠，性能穩(wěn)定，測(cè)試效率高。
[0040]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能選擇性涂層法向發(fā)射率測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括: 真空加熱機(jī)構(gòu)，用于提供真空環(huán)境，并對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行加熱； 黑體，所述黑體為圓柱空腔式結(jié)構(gòu)，所述黑體的空腔內(nèi)設(shè)有第一熱電偶； 溫控機(jī)構(gòu)，用于控制所述真空加熱機(jī)構(gòu)和第一熱電偶運(yùn)作； 測(cè)量機(jī)構(gòu)，用于測(cè)量待測(cè)樣品和所述黑體的能量，并將所測(cè)的能量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)； 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動(dòng)所述測(cè)量機(jī)構(gòu)運(yùn)作； 計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)，用于顯示和處理測(cè)量數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果存儲(chǔ)； 所述真空加熱機(jī)構(gòu)和第一熱電偶均電性連接于所述溫控機(jī)構(gòu)；所述測(cè)量機(jī)構(gòu)設(shè)于所述真空加熱機(jī)構(gòu)的上方位置，所述黑體位于所述測(cè)量機(jī)構(gòu)的側(cè)部；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)均電性連接于所述測(cè)量機(jī)構(gòu)；所述溫控機(jī)構(gòu)控制所述真空加熱機(jī)構(gòu)運(yùn)作，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述測(cè)量機(jī)構(gòu)運(yùn)作，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)分別對(duì)待測(cè)樣品和黑體的能量進(jìn)行探測(cè)，并將探測(cè)的能量轉(zhuǎn)換 成電壓信號(hào)后傳送至所述計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能選擇性涂層法向發(fā)射率測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述真空加熱機(jī)構(gòu)包括真空室及設(shè)于所述真空室內(nèi)的加熱臺(tái)，所述真空室設(shè)有真空接口和電氣接口，所述真空室經(jīng)所述真空接口連接有真空抽氣機(jī)組，所述加熱臺(tái)經(jīng)電氣接口連接于所述溫控機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能選擇性涂層法向發(fā)射率測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述真空室的室壁為水冷結(jié)構(gòu)，所述室壁上開設(shè)有循環(huán)水入口、循環(huán)水出口和氟化鈣窗口 ；所述加熱臺(tái)中設(shè)有第二熱電偶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能選擇性涂層法向發(fā)射率測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述溫控機(jī)構(gòu)包括PID溫度控制器和繼電器，所述PID溫度控制器電性連接于所述計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)，所述繼電器電性連接于所述PID溫度控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能選擇性涂層法向發(fā)射率測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)包括探測(cè)器、鎖相放大器和數(shù)據(jù)采集卡，所述探測(cè)器位于所述真空加熱機(jī)構(gòu)的正上方，所述鎖相放大器電性連接于所述探測(cè)器，所述數(shù)據(jù)采集卡電性連接于所述鎖相放大器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能選擇性涂層法向發(fā)射率測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述探測(cè)器連接有步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)電性連接于所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能選擇性涂層法向發(fā)射率測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述探測(cè)器的探測(cè)端外設(shè)有水冷光柵。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能選擇性涂層法向發(fā)射率測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)包括顯示模塊、處理模塊和存儲(chǔ)模塊，所述顯示模塊用于顯示測(cè)試數(shù)據(jù)并可進(jìn)行參數(shù)輸入，所述處理模塊用于對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，所述存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)處理后的數(shù)據(jù)。
9.一種太陽能選擇性涂層法向發(fā)射率的測(cè)試方法，其特征在于，包括以下步驟: ①、校準(zhǔn)測(cè)試； ②、將待測(cè)樣品置于所述加熱臺(tái)上，并關(guān)閉真空室門； ③、開始抽真空，待真空室內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到10_3Pa時(shí)，開啟真空室的室壁內(nèi)的循環(huán)冷卻水，通過計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)設(shè)定好加熱溫度并開始加熱至黑體和待測(cè)樣品的溫度與設(shè)定的溫度相冋； ④、所述探測(cè)器先探測(cè)出待測(cè)樣品的能量，并經(jīng)所述鎖相放大器的轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)Vs，由所述數(shù)據(jù)采集卡將電壓信號(hào)Vs采集后傳送至所述計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)并經(jīng)所述顯示模塊顯示出來；同時(shí)，所述數(shù)據(jù)采集卡控制所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述步進(jìn)電進(jìn)運(yùn)作，進(jìn)而帶動(dòng)所述探測(cè)器旋轉(zhuǎn)，并對(duì)所述黑體的能量進(jìn)行探測(cè)，所探測(cè)的能量經(jīng)所述鎖相放大器的轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)\，由所述數(shù)據(jù)采集卡將電壓信號(hào)\采集后傳送至所述計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)并經(jīng)所述顯示模塊顯示出來； ⑤、所述處理模塊對(duì)Vs和Vb進(jìn)行處理，即可得到法向發(fā)射率ε=VS/Vb ； ⑥、對(duì)Vs和Vb數(shù)值測(cè)量三次以上，得出不同的ε值，取平均值即可得到待測(cè)樣品的波段法向發(fā)射率； ⑦、停止加熱，同時(shí)停止所述真空抽氣機(jī)組，取出待測(cè)樣品，完成測(cè)試。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能選擇性涂層法向發(fā)射率的測(cè)試方法，其特征在于，步驟①具體包括以下步 驟: 將真空抽氣機(jī)組連接于所述真空室的真空接口，將標(biāo)準(zhǔn)白板置于所述加熱臺(tái)上，關(guān)閉真空室門； 開啟真空抽氣機(jī)組與計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)，在常溫下待真空室內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到10_3Pa，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)白板進(jìn)行測(cè)量，通過計(jì)算機(jī)處理機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)及背景噪音扣除； 關(guān)閉真空抽氣機(jī)組，取出標(biāo)準(zhǔn)白板，完成校準(zhǔn)。
【文檔編號(hào)】G01N25/20GK103604829SQ201310636311
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】譚卓鵬, 沈劍山, 周福云, 鄧金雁, 賀冬枚 申請(qǐng)人:康達(dá)新能源設(shè)備股份有限公司