一种用于光催化反应辐射场研究的自动数据采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于光催化反应辐射场研究的自动数据采集装置，包括工作台，平行光路以及数据采集系统；平行光路包括外壳，点光源，双凸球面透镜，透镜组以及反射镜；点光源，双凸球面透镜，透镜组以及反射镜同轴线依次布置于外壳内，反射镜呈45°角布置，外壳上开设光孔通道；外壳固定于工作台下方，且工作台对应光孔通道开设有透光孔，透光孔上方设有用于固定样品的样品照射台；数据采集系统包括可实现控制方位角和高度角以及探头高度的运动机构，探头，辐射计以及计算机；本实用新型专利技术操作简单方便，测试精度和准确度高，能解决光催化反应辐射场研究中的数据自动采集问题，为光催化反应辐射场研究和反应器设计提供硬件基础和科学依据。

【技术实现步骤摘要】
一种用于光催化反应辐射场研究的自动数据采集装置
本技术涉及光学测试与计量
，更具体的说是涉及一种用于光催化反应辐射场研究的自动数据采集装置。
技术介绍
光催化反应以光(太阳光或汞灯等光源)为能量来源，反应系统中的辐射场分布(即，局部体积能量吸收速率)对反应速率的影响十分重要。由于光催化反应的复杂性，光催化反应的辐射场分布测试十分困难。目前，光催化反应的辐射场研究均采用实验测试与数值模拟相结合的研究方法。其中，光催化反应辐射场的数据采集装置为数值模拟提供辐射场基础数据，故采集数据的精确性和准确性至关重要。然而，目前并没有具有较高精度和准确度的光催化反应辐射场自动数据采集装置。因此，本领域技术人员亟需一种操作简单方便，测试精度和准确度高，能解决光催化反应辐射场研究中的数据自动采集问题，为光催化反应辐射场研究和反应器设计提供硬件基础和科学依据。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种用于光催化反应辐射场研究的自动数据采集装置，该装置具有操作简单方便，测试精度和准确度高，能解决光催化反应辐射场研究中的数据自动采集问题，为光催化反应辐射场研究和反应器设计提供硬件基础和科学依据。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种用于光催化反应辐射场研究的自动数据采集装置，包括工作台，平行光路以及数据采集系统；所述平行光路包括外壳，点光源，双凸球面透镜，透镜组以及反射镜；所述点光源，双凸球面透镜，透镜组以及反射镜同轴线依次布置于所述外壳内，所述反射镜呈45°角布置，所述反射镜上部的外壳上开设光孔通道；所述外壳固定于所述工作台下方，且所述工作台对应所述光孔通道开设有透光孔，所述透光孔上方设有用于固定样品的样品照射台；所述数据采集系统包括可实现控制方位角和高度角以及探头高度的运动机构，探头，辐射计以及计算机；所述探头设于运动机构上且在角度为0°时位于所述透光孔的中心正上方，所述探头与所述辐射计通信连接，所述探头，运动机构以及辐射计与所述计算机通信连接。本技术将点光源具有良好的方向性和较高的能量密度，点光源通过双凸球面透镜，透镜组转换成理想平行光源。本技术通过平行光源对光催化材料进行照射，在通过运动机构，探头，辐射计以及计算机的配合即可完成光催化反应辐射场研究的自动数据采集，本技术操作简单方便，测试精度和准确度高，能解决光催化反应辐射场研究中的数据自动采集问题，为光催化反应辐射场研究和反应器设计提供硬件基础和科学依据。进一步的，还包括龙门架，所述龙门架固定于所述工作台上；所述运动机构包括第一伺服电机，第二伺服电机，第三伺服电机，所述第一伺服电机固定于所述龙门架上端且其转动轴穿过所述龙门架并传动连接L型的竖板的横向段，所述竖板的竖向段绕所述透光孔中心轴呈圆周转动，所述第二伺服电机固定在所述竖板的下端且其转动轴穿过所述竖板并传动连接竖直固定板，所述竖直固定板上设有直线轨道，所述第三伺服电机与所述直线轨道传动连接，所述探头固定在直线轨道的侧端，所述探头最低点与所述样品照射台上端平齐。本技术利用上述的运动机构可以实现第一伺服电机，第二伺服电机，第三伺服电机控制的3个自由度：方位角，高度角，探头高度组成，实现球状辐射场测试，所获得辐射场数据更全面，并且第一伺服电机，第二伺服电机，第三伺服电机均为微型步进电机，其精度高，使整体装置测量数据精确。进一步的，所述点光源为LED点光源，所述双凸球面透镜与所述透镜组组成远心光路，所述平行光路形成光斑直径为8cm，波长为365nm，功率为4.5×10-4W/cm2，平行度达99％。进一步的，还包括移动平台，所述移动平台包括设于所述工作台下方且平行于所述平行光路的滑轨，以及与所述滑轨滑动连接的移动台，所述样品照射台固定在所述移动台上，且在所述移动台对应所述样品照射台开设有通孔。进一步的，所述移动台的两侧边设有平行于所述滑轨的长条形通孔，所述长条形通孔上设有连接紧固件，所述工作台对应所述连接紧固件移动方向设有定位孔，所述连接紧固件与所述定位孔可拆卸连接。本技术通过上述设置可以更加便捷的对样品照射台位置进行调整或固定，便于样品的放置和调整，使本技术使用简单方便。进一步的，还包括外罩，所述外罩设于所述工作台，平行光路以及龙门架的外侧，所述外罩相对于所述平行光路的侧端设有散热风扇，所述外罩相对于所述龙门架的且位于所述第二伺服电机的侧端设有开关门。本技术，在工作时，将外罩关闭使内部形成一个黑暗空间，能够有效的防止其他因素的影响，本实施例中保证了数据的准确性，在外罩相对于所述平行光路的侧端设有散热风扇有利于对点光源的散热增加设备运行稳定性，在外罩相对于所述龙门架的且位于所述第二伺服电机的侧端设有开关门，便于对样品更换以及样品照射台位置进行调整或固定。进一步的，所述第一伺服电机，第二伺服电机的角度精度为0.°，所述第三伺服电机距离精度为0.1mm；所述第一伺服电机的方位角位移15°/次，位移范围为0～360°，第二伺服电机高度角位移5°/次，位移范围为0～90°，所述第三伺服电机高度位移5cm/次，位移范围为12～32cm。本技术利用第一伺服电机，第二伺服电机，第三伺服电机提高了精度，使整体装置测量数据更精确。进一步的，所述辐射计型号为ILT5000研究辐射计。进一步的，所述计算机内部预设自动采集系统，所述自动采集系统采用labview软件开发，所述自动采集系统包括显示模块，数据接口模块，运动控制模块以及探头控制模块；数据接口模块与所述辐射计采用串口连接，所述显示模块包括屏显器以及指示灯，所述屏显器与所述辐射计通信连接，所述指示灯与所述探头以及第一伺服电机，第二伺服电机，第三伺服电机通信连接，所述运动控制模块与所述第一伺服电机，第二伺服电机，第三伺服电机通信连接，所述探头控制模块与所述探头通信连接。进一步的，还包括数据生成储存模块，所述数据生成储存模块与所述辐射计通信连接。本技术在使用时将样品放置在直径为8mm的样品照射台上，打开装置总电源、平行光路和以及辐射计，开启计算机软件设置参数：选择串口，方位角位移15°/次，位移范围为0～360°，高度角位移5°/次，位移范围为0～90°，高度位移5cm/次，位移范围为12～32cm，通过运动控制模块以及探头控制模块使所述第一伺服电机，第二伺服电机，第三伺服电机以及辐照计根据参数运行，所述指示灯由灰色变成绿色，数据采集完毕后储存并输出txt文档；直至每一个高度上数据采集完毕，则完成整个半球的辐射场数据采集。本技术自动化程度高，数据采集精确，为催化反应辐射场研究和反应器设计提供硬件基础和科学依据。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于光催化反应辐射场研究的自动数据采集装置，其特征在于，包括工作台(1)，平行光路(8)以及数据采集系统；/n所述平行光路(8)包括外壳(15)，点光源(11)，双凸球面透镜(12)，透镜组(13)以及反射镜(14)；所述点光源(11)，双凸球面透镜(12)，透镜组(13)以及反射镜(14)同轴线依次布置于所述外壳(15)内，所述反射镜(14)呈45°角布置，所述反射镜(14)上部的外壳(15)上开设光孔通道；所述外壳(15)固定于所述工作台(1)下方，且所述工作台(1)对应所述光孔通道开设有透光孔，所述透光孔上方设有用于固定样品(16)的样品照射台(7)；/n所述数据采集系统包括可实现控制方位角和高度角以及探头高度的运动机构，探头(6)，辐射计(9)以及计算机(10)；所述探头(6)设于运动机构上且在角度为0°时位于所述透光孔的中心正上方，所述探头(6)与所述辐射计(9)通信连接，所述探头(6)，运动机构以及辐射计(9)与所述计算机(10)通信连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于光催化反应辐射场研究的自动数据采集装置，其特征在于，包括工作台(1)，平行光路(8)以及数据采集系统；
所述平行光路(8)包括外壳(15)，点光源(11)，双凸球面透镜(12)，透镜组(13)以及反射镜(14)；所述点光源(11)，双凸球面透镜(12)，透镜组(13)以及反射镜(14)同轴线依次布置于所述外壳(15)内，所述反射镜(14)呈45°角布置，所述反射镜(14)上部的外壳(15)上开设光孔通道；所述外壳(15)固定于所述工作台(1)下方，且所述工作台(1)对应所述光孔通道开设有透光孔，所述透光孔上方设有用于固定样品(16)的样品照射台(7)；
所述数据采集系统包括可实现控制方位角和高度角以及探头高度的运动机构，探头(6)，辐射计(9)以及计算机(10)；所述探头(6)设于运动机构上且在角度为0°时位于所述透光孔的中心正上方，所述探头(6)与所述辐射计(9)通信连接，所述探头(6)，运动机构以及辐射计(9)与所述计算机(10)通信连接。


2.根据权利要求1所述的一种用于光催化反应辐射场研究的自动数据采集装置，其特征在于，还包括龙门架(2)，所述龙门架(2)固定于所述工作台(1)上；所述运动机构包括第一伺服电机(3)，第二伺服电机(4)，第三伺服电机(5)，所述第一伺服电机(3)固定于所述龙门架(2)上端且其转动轴穿过所述龙门架(2)并传动连接L型的竖板(18)的横向段，所述竖板(18)的竖向段绕所述透光孔中心轴呈圆周转动，所述第二伺服电机(4)固定在所述竖板(18)的下端且其转动轴穿过所述竖板(18)并传动连接竖直固定板，所述竖直固定板上设有直线轨道(20)，所述第三伺服电机(5)与所述直线轨道(20)传动连接，所述探头(6)固定在直线轨道(20)的侧端，所述探头(6)最低点与所述样品照射台(7)上端平齐。


3.根据权利要求2所述的一种用于光催化反应辐射场研究的自动数据采集装置，其特征在于，所述点光源(11)为LED点光源，所述双凸球面透镜(12)与所述透镜组(13)组成远心光路，所述平行光路(8)形成光斑直径为8cm，波长为365nm，功率为4.5×10-4W/cm2，平行度达99％。


4.根据权利要求2所述的一种用于光催化反应辐射场研究的自动数据采集装置，其特征在于，还包括移动平台(17)，所述移动平台(17)包括设于所述工作台(1)下方且平行于所述平行光路(8)的滑轨，以及与...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈作雁，安兴才，张国艳，刘刚，韩立娟，贾玲萍，
申请(专利权)人：甘肃自然能源研究所联合国工业发展组织国际太阳能技术促进转让中心，
类型：新型
国别省市：甘肃;62