一种便携式太阳吸收比检测仪制造技术

一种便携式太阳吸收比检测仪，包括控制系统、恒流驱动源、LED太阳模拟光源、积分球、探测器；控制系统控制恒流驱动源驱动LED太阳模拟光源，接收光照度输出信号并输出待测样品在当前波长下的太阳吸收比；恒流驱动源驱动LED太阳模拟光源产生设定波段光源；LED太阳模拟光源内嵌在积分球的光源孔，产生设定波段光源并输出；积分球设有待测样品、探测器孔、光源孔；探测器探测积分球内壁的漫反射光，产生光照度输出信号。本发明专利技术通过使用覆盖宽波段光源的发光器件与探测器、大尺寸积分球，并在积分球内壁压制漫反射高的聚四氟乙烯材料、外壁安装探测器或发光器件，具有光谱范围宽，结构紧凑，拟合太阳光谱特性好，测量精度高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测试仪器，特别是一种便携式太阳吸收比检测仪，主要用于航天、航空、武器装备、建筑涂料等领域。
技术介绍
太阳吸收比为材料吸收与入射的太阳辐射能通量之比，由北京卫星制造厂申请的专利号为200810075894.4的名称为《太阳吸收比检测仪》的专利公开了一种物体表面太阳吸收比的测试仪器，其原理是将波长范围380-2500nm的多个发光器集成在一个步进电机控制的转动盘上，通过电机转动控制不同波长光源射入积分球内壁，通过分别测试全吸收标准试样、全反射标准试样和待测样品的光强度信号，计算得到待测样品的太阳吸收比。但是该专利技术没有覆盖380nm以下的紫外区间，并且对步进机构的对位精度要求高，如果对位尺寸产生偏差会导致光路泄漏，进而对测量结果产生影响，内壁材料氧化镁反射的光照度强度较弱，影响了测量精度，另外此外该专利技术设备只能测量标准尺寸样品，不能进行大面积复杂形状产品的现场检测。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种操作简单、光谱范围宽、测量精度高的便携式太阳吸收比检测仪器。本专利技术的技术解决方案是：一种便携式太阳吸收比检测仪，包括控制系统、恒流驱动源、LED太阳模拟光源、积分球、探测器，其中控制系统，从外部获取探测指令后，控制恒流驱动源驱动LED太阳模拟光源；接收光照度输出信号φsλ，得到并输出待测样品在当前波长λ下的太阳吸收比αsλ为αsλ=1-ρωλφsλ-φ0λφωλ-φ0λEs(λ)Δλ%]]>其中，ρωλ为全反射标准试样在波长λ下的太阳反射比，φsλ为待测样品在波长λ下的光照度输出信号，φωλ为全反射标准试样在波长λ下的光照度输出信号，φ0λ为全吸收标准试样在波长λ下的光照度输出信号，Es(λ)Δλ为波长λ占太阳总辐射照度的百分数；恒流驱动源，驱动LED太阳模拟光源产生设定波段光源；所述的设定波段光源包括200nm-240nm、240nm-380nm、380nm-480nm、480nm-550nm、550nm-640nm、640nm-780nm、780nm-1100nm、1100nm-2500nm波段光源；LED太阳模拟光源，内嵌在积分球的光源孔，产生设定波段光源并输出；积分球，包括上半球、下半球；上半球设有样品孔、探测器孔，待测样品放置在样品孔并将样品孔完全遮挡，下半球设有光源孔，积分球内壁压制涂料，对送至积分球内壁的设定波段光源进行漫反射；探测器，包括光伏探测器和光敏电阻探测器，放置在积分球的探测器孔并将探测器孔完全遮挡，当光源波长λ为200～1100nm时，光伏探测器探测积分球内壁的漫反射光，产生光照度输出信号φsλ，并送至控制系统，当光源波长λ为1100～2500nm时，光敏电阻探测器探测积分球内壁的漫反射光，产生光照度输出信号φsλ，并送至控制系统。所述的积分球的开孔率为1.7％。所述的涂料的反射比不小于0.98。所述的涂料压制到积分球内壁的温度为50℃-100℃。所述的涂料压制到积分球内壁的压力为2000N-5000N。所述的涂料为聚四氟乙烯。所述的涂料压制到积分球内壁的温度为75℃。所述的全吸收标准试样为圆柱状，内部为空腔结构，上端为设有入射孔的上盖，上盖下端为反射锥面，空腔内壁开槽并发黑处理。所述的全吸收标准试样对可见光吸收比为0.99，全光段吸收比为0.98。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术通过使用覆盖200nm-380nm波段光源的发光器件与探测器、大尺寸积分球，避免了现有太阳吸收比检测仪的光谱范围窄的缺点，具有光谱范围宽，结构紧凑，拟合太阳光谱特性好的优点；(2)本专利技术克服了现有的太阳吸收比检测仪对步进机构的对位精度要求高，当对位尺寸产生偏差时，光路泄漏，测量结果有偏差的缺陷，通过在积分球外壁安装探测器或发光器件，产生光源并探测的工作过程，有结构紧凑、测量精度高的优点；(3)本专利技术克服了现有的太阳吸收比检测仪内壁材料氧化镁反射的光照度强度较弱，影响测量精度的缺陷，通过在积分球内壁压制漫反射高的聚四氟乙烯材料，增大了光照度强度，进而提升了测量精度；(4)本专利技术克服了现有的太阳吸收比检测仪尺寸大，只能测量标准尺寸样品，不能进行大面积复杂形状产品现场检测的缺陷，通过将设备小型化，具有便于携带、快速检测大面积复杂形状产品的优点。附图说明图1为本专利技术一种便携式太阳吸收比检测仪结构原理图；图2为本专利技术一种便携式太阳吸收比检测仪中积分球整体结构示意图；图3为本专利技术一种便携式太阳吸收比检测仪中全吸收标准黑体结构图；图4为本专利技术一种便携式太阳吸收比检测仪中LED太阳模拟光源结构示意图。具体实施方式本专利技术提出一种便携式太阳吸收比检测仪，包括控制系统，恒流驱动源，探测器，积分球，LED太阳模拟光源；本专利技术太阳吸收比检测仪对太阳反射比测量采用积分球，当光束投到积分球内壁并经过多次反射后，由于积分球内壁各点具有光照度相同的特性，根据积分球原理，当有一束能量为F的光束投射到积分球内壁S时，假定球的内壁是理想的漫反射体，光束在S处各个方向反射，积分球内壁任一点的照度E是由S处反射光的直射照度E0和多次漫反射的附加照度En叠加而成的，为E＝E0+En直射照度E0、多次漫反射附加照度En分别为E0=ρw4πR2F0]]>En=E0ρw1-ρw]]>所以积分球内壁任意一点的总照度E为：E=E0+En=F0ρw4πR2(1-ρw)12]]>式中，F0为投射到积分球内壁的光通量，R为积分球半径，ρw为积分球内壁涂层的太阳反射率，根据以上公式，当光束F0投射到标准试样R后，积分球内壁任意一点的光照度ER为ER=F0ρw4πR2·11-ρw]]>当光束F0投射到待测样品S时，积分球内壁任意一点的光照度ES为Es=F0ρS4πR2·11-ρw]]>综上得出待测样品太阳反射比的表示式为ρS=ρWESER.]]>下面结合附图对本专利技术进行详细说明，如图1所示本专利技术太阳吸收比检测仪，包括控制系统，恒流驱动源，探测器，积分球，其中，LED太阳模拟光源...

【技术保护点】
一种便携式太阳吸收比检测仪，其特征在于包括控制系统、恒流驱动源、LED太阳模拟光源、积分球、探测器，其中控制系统，从外部获取探测指令后，控制恒流驱动源驱动LED太阳模拟光源；接收光照度输出信号φsλ，得到并输出待测样品在当前波长λ下的太阳吸收比αsλ为αsλ=1-ρωλφsλ-φ0λφωλ-φ0λEs(λ)Δλ%]]>其中，ρωλ为全反射标准试样在波长λ下的太阳反射比，φsλ为待测样品在波长λ下的光照度输出信号，φωλ为全反射标准试样在波长λ下的光照度输出信号，φ0λ为全吸收标准试样在波长λ下的光照度输出信号，Es(λ)Δλ为波长λ占太阳总辐射照度的百分数；恒流驱动源，驱动LED太阳模拟光源产生设定波段光源；所述的设定波段光源包括200nm‑240nm、240nm‑380nm、380nm‑480nm、480nm‑550nm、550nm‑640nm、640nm‑780nm、780nm‑1100nm、1100nm‑2500nm波段光源；LED太阳模拟光源，内嵌在积分球的光源孔，产生设定波段光源并输出；积分球，包括上半球、下半球；上半球设有样品孔、探测器孔，待测样品放置在样品孔并将样品孔完全遮挡，下半球设有光源孔，积分球内壁压制涂料，对送至积分球内壁的设定波段光源进行漫反射；探测器，包括光伏探测器和光敏电阻探测器，放置在积分球的探测器孔并将探测器孔完全遮挡，当光源波长λ为200～1100nm时，光伏探测器探测积分球内壁的漫反射光，产生光照度输出信号φsλ，并送至控制系统，当光源波长λ为1100～2500nm时，光敏电阻探测器探测积分球内壁的漫反射光，产生光照度输出信号φsλ，并送至控制系统。...

【技术特征摘要】
1.一种便携式太阳吸收比检测仪，其特征在于包括控制系统、恒流驱动源、
LED太阳模拟光源、积分球、探测器，其中
控制系统，从外部获取探测指令后，控制恒流驱动源驱动LED太阳模拟光
源；接收光照度输出信号φsλ，得到并输出待测样品在当前波长λ下的太阳吸收
比αsλ为
αsλ=1-ρωλφsλ-φ0λφωλ-φ0λEs(λ)Δλ%]]>其中，ρωλ为全反射标准试样在波长λ下的太阳反射比，φsλ为待测样品在波
长λ下的光照度输出信号，φωλ为全反射标准试样在波长λ下的光照度输出信号，
φ0λ为全吸收标准试样在波长λ下的光照度输出信号，Es(λ)Δλ为波长λ占太阳总
辐射照度的百分数；
恒流驱动源，驱动LED太阳模拟光源产生设定波段光源；所述的设定波段
光源包括200nm-240nm、240nm-380nm、380nm-480nm、480nm-550nm、
550nm-640nm、640nm-780nm、780nm-1100nm、1100nm-2500nm波
段光源；
LED太阳模拟光源，内嵌在积分球的光源孔，产生设定波段光源并输出；
积分球，包括上半球、下半球；上半球设有样品孔、探测器孔，待测样品
放置在样品孔并将样品孔完全遮挡，下半球设有光源孔，积分球内壁压制涂料，
对送至积分球内壁的设定波段光源进行漫反射；
探测器，包括光伏...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋杰，杨丽，刘洋，杨耀东，王国忱，李秀杰，左洋，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂，
类型：发明
国别省市：北京;11