本发明专利技术公开了一种检测涂料的太阳辐射吸收系数的装置及其检测方法。该装置包括热电偶、支架、热流与温度记录仪、导线、测试箱体、试件。支架为斜面朝上的三棱柱结构，测试箱体放置于支架的斜面上，其内部用隔断把空间分成若干独立的部分，在每个隔断的上端设置有试件支架。测试箱体的下部设置有允许导线通过的孔，试件放置于试件支架上，其正面面向太阳光，背面固定有热电偶。导线的一端与热电偶连接，另一端穿过测试箱体底部的孔与温度记录仪相连。本发明专利技术可以定量批量检测涂料的太阳辐射吸收系数，比较不同颜色、粗糙度等的太阳辐射吸收系数的差别，检测成本低，检测数据误差在合理范围。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种检测涂料的太阳辐射吸收系数的装置及其检测方法，属于材料性能参数测试领域。
技术介绍
外饰面材料的太阳辐射性能的测试方法常用的有两种，一是采用紫外—可见—近红外分光光度计直接测试，一是自制简易装置室内进行测试，这两种方法各有其特点。1、分光光度计法测试太阳辐射反射系数方法(1)检测仪器检测仪器的结构如图1所示，包括光闸8、来自单色器的光束9、狭缝10、样品11、MgO反射面12、光电检测器13、反射镜14。测试仪器为紫外—可见—近红外分光光度计(波长范围350-2100nm)。为测定粉末样品和不透明样品的镜反射、漫反射需要检测附件——积分球。积分球又称光度球，是一个球形空腔，一般有两个内壁涂以白色漫反射层(硫酸钡或氧化镁)的半球壳组装而成，积分球的光路图如图1所示。(2)检测方法如图1所示，来自单色反射器的光束经反射镜到达样品表面，样品所反射的光经球壁多次漫反射后，使整个球壁上的照度均匀分布，故通过球壁上的窗口射到光电检测器上的光通量正比于样品表面所反射的总光通量，因而可用于测定样品在不同波长处的反射比。整个过程的检测与记录均由计算机完成，最终可以得到待测材料的反射比随波长分布的一条曲线。(3)测试优点与局限性应用紫外—可见—近红外分光光度计测定材料太阳辐射的反射系数，精确度高，受环境干扰小。但由于紫外—可见—近红外分光光度计的价格昂贵，中小型研究机构难以承受，导致其使用的局限性。2、自制装置室内测试太阳辐射反射系数方法(1)检测装置检测装置的结构如图2所示，包括热反射涂料1、试板2、温度传感器3、温度记录仪4、聚苯乙烯泡沫塑料5、稳压电源6、250W碘钨7。该装置使用碘钨灯模拟太阳在可见光和近红外区域的热辐射。(2)检测步骤1)调节室温t为(28.8±0.5)℃；2)将两块喷涂黑瓷漆(吸收比>97％)的铝板平行放在聚苯乙烯泡沫上，喷漆的一面朝上，两样板边缘相距5cm，位于灯泡的正下方；3)调节灯泡与样板之间的距离，使两样板在30min内达到(87.8±1)℃；4)达到平衡温度后立即撤走一块黑样板，换上一块待测的热反射涂料样板；5)经15min温度重新达到平衡后，记录平衡时的热反射涂料样板的温度t2和黑样板的温度t1；6)利用反射率公式计算反射率ρ：式1)中：ρ为反射率，％；t1为标准黑板温度，℃；t2为样板温度，℃；t3为当时的室温，一般固定在28.8℃。(3)检测优点及存在的问题利用自制简易装置在室内测定材料的太阳辐射性能，定性分析比较直观，测试装置简单易制，测试方便，成本低。国内大部分研究也一直延用该检测方法。但这种检测方法存在一些问题，首先其计算材料的太阳辐射反射系数不准确；其次，由于测试装置采用碘钨灯模拟太阳辐射，与太阳光实际波长与强度分布不一致，不同碘钨灯的辐射光谱也不相同，因此，不能确切地给出太阳辐射的反射系数，并且，不同的简易装置所测定的反射系数也缺乏可比性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：紫外—可见—近红外分光光度计测定方法测试材料太阳辐射吸收系数检测成本昂贵；自制简易装置在室内测定材料的太阳辐射性能只能定性比较太阳辐射吸收性能而不能得出定量的太阳辐射吸收系数指标值、测试光源与实际太阳的光谱不相符、不同简易装置所测定的反射系数也缺乏可比性。因此，本专利技术提出一种利用室外检测装置测试建筑外饰面材料的太阳辐射吸收系数的方法，该装置测试经济快捷、符合实际状况，能够定量地批量测试材料的太阳辐射吸收系数。本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供一种检测涂料的太阳辐射吸收系数的装置，包括热电偶、支架、热流与温度记录仪、导线、测试箱体、试件，所述支架为斜面朝上的三棱柱结构，所述测试箱体放置于支架的斜面上，其内部用隔断把空间分成若干独立的部分，在每个隔断的上端设置有试件支架，测试箱体的下部设置有允许导线通过的孔，试件放置于试件支架上，其正面面向太阳光，背面固定有热电偶，导线的一端与热电偶连接，另一端穿过测试箱体底部的孔与温度记录仪相连。进一步，还包括高性能保温板材(16)，所述测试箱体(20)由木板构成，箱体外贴合有高性能保温板材(16)。进一步，在支架(17)的斜面的下端还设置有若干与斜面垂直的短杆。本专利技术还提供一种检测涂料的太阳辐射吸收系数的检测方法，包括如下步骤：步骤1：制作支架和测试箱体，在测试箱体内加隔断把空间分为独立部分，避免互相干扰，在每个隔断的上端安装试件支架，在测试箱体底部钻孔，用于穿导线；步骤2：选择与制作测试试件，测试试件的材料选择保证测试材料便于比较，对于材质、颜色、粗糙度三个参数的影响中，保证试件只有一种条件在变化；步骤3：用电烙铁将导线焊于热电偶上；步骤4：热电偶粘贴于测试试件的背面，把测试试件放在置于三角形支架的测试箱体上，并将导线和热流与温度记录仪连接；步骤5：连接电源，调整设备记录数据的时间间隔，开始测试并记录数据，同时利用太阳总辐射表测试太阳辐射强度。进一步，所述测试试件是将涂料涂或刷在钢板上制成。进一步，所述涂料的颜色种类选择红色系和黄色系两个色系，涂料的粗糙程度包括光滑、中等粗糙、粗糙。进一步，选择一种基准材料作为比较对象，在同样测试环境条件下对基准材料和试件进行测试，所测试件的太阳辐射吸收系数ρs为：即：式中：αe为外表面换热系数，冬季取23.0W/(m2·K)，夏季取19.0W/(m2·K)，基准涂料的太阳辐射吸收系数ρs标是已知的，测得基准涂料的温度为tsa标，所测材料温度为tsa。本专利技术的有益效果如下：本专利技术可以定量批量检测涂料的太阳辐射吸收系数，比较不同颜色、粗糙度等的太阳辐射吸收系数的差别，检测成本低，检测数据误差在合理范围。附图说明图1是积分球光路图。图2是涂料反射率室内测试装置示意图。图3是涂料太阳辐射吸收系数室外测试装置示意图。图4是围护结构所受热作用的示意图。图5是双向谐波热作用传热过程的分解。图6是红色系列光滑表面涂料的温度测试值。图7是棕色系列光滑表面涂料的温度测试值。图8是土黄色不同粗糙表面的温度测试值。图9是黄色不同粗糙表面的温度测试值。图10是红色系列光滑与白色光滑涂料的温度差。图11是棕色系列光滑与白色光滑涂料的温度差。图12是太阳辐射强度值(一)。图13是太阳辐射强度值(二)。图中：1、热反射涂料；2、试板；3、温度传感器；4、温度记录仪；5、聚苯乙烯泡沫塑料；6、稳压电源；7、250W碘钨灯；8、光闸；9、来自单色器的光束；10、狭缝；11、样品；12、MgO反射面；13、光电检测器；14、反射镜；15、热电偶；16、高性能保温板材；17、支架；18、热流与温度记录仪；19、导线；20、测试箱体；21、试件；22、太阳光。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。一、试验原理(1)室外综合温度的分析建筑外表面在室外气候条件下所受到的热作用，即如图4(a)所示，可以看作是3种不同方式的热作用，包括太阳辐射热作用、室外空气的传热和外表面辐射散热，如图4所示。第一种方式为太阳辐射热的作用，当太阳辐射热作用于围护结构的外表面时，一部分被围护结构的外表面吸收，如图4(b)所示。第二种方式为室外空气的传热，由于室外空气和围护结构的外表面温度存在着温度差，将以对流换热和辐射换热的形式与围护结构的外本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种检测涂料的太阳辐射吸收系数的装置，其特征在于：包括热电偶(15)、支架(17)、热流与温度记录仪(18)、导线(19)、测试箱体(20)、试件(21)，所述支架(17)为斜面朝上的三棱柱结构，所述测试箱体(20)放置于支架(17)的斜面上，其内部用隔断把空间分成若干独立的部分，在每个隔断的上端设置有试件支架，测试箱体(20)的下部设置有允许导线(19)通过的孔，试件(21)放置于试件支架上，其正面面向太阳光(22)，背面固定有热电偶(15)，导线(19)的一端与热电偶(15)连接，另一端穿过测试箱体(20)底部的孔与温度记录仪(18)相连。
【技术特征摘要】
1.一种检测涂料的太阳辐射吸收系数的装置，其特征在于：包括热电偶(15)、支架(17)、热流与温度记录仪(18)、导线(19)、测试箱体(20)、试件(21)，所述支架(17)为斜面朝上的三棱柱结构，所述测试箱体(20)放置于支架(17)的斜面上，其内部用隔断把空间分成若干独立的部分，在每个隔断的上端设置有试件支架，测试箱体(20)的下部设置有允许导线(19)通过的孔，试件(21)放置于试件支架上，其正面面向太阳光(22)，背面固定有热电偶(15)，导线(19)的一端与热电偶(15)连接，另一端穿过测试箱体(20)底部的孔与温度记录仪(18)相连。2.根据权利要求1所述的一种检测涂料的太阳辐射吸收系数的装置，其特征在于：还包括高性能保温板材(16)，所述测试箱体(20)由木板构成，箱体外贴合高性能保温板材(16)。3.根据权利要求1或2所述的一种检测涂料的太阳辐射吸收系数的装置，其特征在于：在支架(17)的斜面的下端还设置有若干与斜面垂直的短杆。4.一种权利要求1至3中任一项所述检测涂料的太阳辐射吸收系数的装置的检测方法，包括如下步骤：步骤1：制作支架和测试箱体，在测试箱体内加隔断把空间分为独立部分，避免互相干扰，在每个隔断的上端安装试件支架，在测试箱体...
【专利技术属性】
技术研发人员：董海荣，祁少明，郭献芳，常征，齐永胜，贺芸，杨润叶，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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