一种用于高温材料辐射特性的测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于高温材料辐射特性的测量系统，包含遮光箱、加热模块和吸收率测量模块；加热模块包含加热座、台架、二氧化碳激光器、反射镜、聚光镜和水冷机；吸收率测量模块包含氙灯、聚光镜、积分球、双色红外测温仪、石英光纤、光纤光谱仪和计算单元。本发明专利技术还能够采用另一种方案，包含遮光箱、氮气气瓶、气氛室、加热模块和发射率测量模块；遮光箱、加热模块和上一种相同，发射率测量模块包含双色红外测温仪、黑体炉、旋转镜架、准直镜、傅里叶红外光谱仪和计算单元。本发明专利技术通过对激光功率的调控，可以使试样达到不同温度，能够测试高温下材料对太阳辐射和中红外波长范围内的吸收率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高温材料辐射特性的测量系统
本专利技术涉及超临界二氧化碳太阳能热发电
，尤其涉及一种用于高温材料辐射特性的测量系统。
技术介绍
太阳能热发电是太阳能热利用的主要方式。太阳能通过集热器转化为工作介质的热能，驱动热循环发电，实现太阳能的转换过程。太阳能集热器是太阳能热发电系统中非常重要的部件，它不仅将太阳的辐射能转化为热能，而且对发电系统和蓄热系统的性能有很大的影响。太阳能集热器主要包括液体集热器、气体热集热器和固体颗粒集热器，其中固体颗粒集热器的出口温度可达到1000℃以上，热效率高，在超临界CO2热力循环中具有广阔的应用前景。由于固体颗粒直接吸收太阳能，因此颗粒对太阳能吸收的能力和颗粒对外辐射的能力都直接影响颗粒吸热器的性能。目前测试物体对太阳能的吸收率和红外发射率，大多通过紫外-可见-近红外分光光度计和傅里叶红外光谱仪测出物体的透射率和反射率，从而计算出吸收率和发射率。颗粒吸收太阳能后温度升高，因此需要测试颗粒在高温下的吸收率和发射率评估固体颗粒吸热器的性能。测量材料吸收率的方法主要有能量法和反射法。反射法就是通过积分球本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高温材料辐射特性的测量系统，其特征在于，包含遮光箱、加热模块和吸收率测量模块；/n所述遮光箱用于屏蔽外界光源，使得其内处于无光状态；/n所述加热模块包含加热座、台架、二氧化碳激光器、反射镜、聚光镜和水冷机，其中，加热座、台架、二氧化碳激光器、反射镜、聚光镜均设置在遮光箱内，水冷机置于遮光箱外；/n所述加热座采用低导热系数的材质制成，包含基座和加热台，其中，所述基座设有供激光通过照射至加热台的通孔；所述加热台固定在基座上，用于放置不透明的待测量材料、使得从基座通孔穿过的激光能够照射至加热台上固定的材料上；/n所述基座固定在所述台架上；所述台架内设有空腔，且台架上设有进光口和出光口；所...

【技术特征摘要】
1.一种用于高温材料辐射特性的测量系统，其特征在于，包含遮光箱、加热模块和吸收率测量模块；
所述遮光箱用于屏蔽外界光源，使得其内处于无光状态；
所述加热模块包含加热座、台架、二氧化碳激光器、反射镜、聚光镜和水冷机，其中，加热座、台架、二氧化碳激光器、反射镜、聚光镜均设置在遮光箱内，水冷机置于遮光箱外；
所述加热座采用低导热系数的材质制成，包含基座和加热台，其中，所述基座设有供激光通过照射至加热台的通孔；所述加热台固定在基座上，用于放置不透明的待测量材料、使得从基座通孔穿过的激光能够照射至加热台上固定的材料上；
所述基座固定在所述台架上；所述台架内设有空腔，且台架上设有进光口和出光口；所述反射镜、聚光镜均设置在台架的空腔内；
所述二氧化碳激光器用于发出激光，使得激光从台架的进光口照射至台架空腔内的反射镜上；
所述反射镜用于将二氧化碳激光器发射的激光反射至聚光镜上；
所述聚光镜用于将反射镜反射的激光聚焦提高能量密度后从台架的出光口经由基座上的通孔照射至加热台底部对加热台上的带测量材料进行加热；
所述基座内设有用于散热的流体通道且基体表面设有和所述流体通道相连的进水口、出水口；
所述水冷机的输出口、输入口分别通过管道伸入遮光箱内和基座表面的进水口、出水口对应相连，用于对基体进行散热；
吸收率测量模块包含氙灯、聚光镜、积分球、双色红外测温仪、石英光纤、光纤光谱仪和计算单元，其中，氙灯、聚光镜、积分球、双色红外测温仪置于遮光箱内，光纤光谱仪、计算单元置于遮光箱外；
所述积分球上设有发光孔、透光孔和测温孔，积分球通过发光孔和加热台固连、将待测量的材料置于积分球内；
所述氙灯、透光镜均设置在积分球外，所述氙灯用于模拟太阳光、并通过聚光镜汇聚缩小光斑后经过积分球上的透光孔照射至待测量的材料上；
所述双色红外测温仪设置在积分球外、通过测温孔对准待测量的材料，用于测量待测量材料的温度并将其传递给所述计算单元；
所述石英光纤一端和积分球内腔体联通，另一端穿过遮光箱和光纤光谱仪相连，用于将积分球内经过漫反射后的光传输至光纤光谱仪；
所述光纤光谱仪用于分析所接受光的光谱信息并将其传递给所述计算单元；
所述计算单元分别和双色红外测温仪、光纤光谱仪电气相连，用于根据接受到的光谱信息计算出当前温度下待测量材料对太阳波段的吸收率。


2.根据权利要求1所述的用于高温材料辐射特性的测量系统，其特征在于，所述加热座和台架均采用310s不锈钢制成，防止激光加热温度过高导致加热座损坏。


3.根据权利要求1所述的用于高温材料辐射特性的测量系统，其特征在于，所述遮光箱内壁上涂有用于吸光的涂料，以减少外部可见光的干扰。


4.根据权利要求1所述的用于高温材料辐射特性的测量系统，其特征在于，所述加热台上涂有聚四氟乙烯涂层，使得氙灯发出的入射光不被加热腔底座所吸收，减少测试的干扰。


5.一种用于高温材料辐射特性的测量系统，其特征在于，包含遮光箱、氮气气瓶、气氛室、加热模块和发射率测量模块；
所述遮光箱用于屏蔽外界光源，使得其内处于无光状态；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨理理，詹叶圳，黄冠，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32