【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及火灾安全，尤其是涉及一种可变角度太阳能板加热测试系统及方法。
技术介绍
1、随着经济社会的持续发展，煤炭、石油、天然气等不可再生能源不断减少。基于严峻的能源形式，世界各国积极开发多种可再生能源以补充一次能源的不足。在这其中，太阳能由于其低成本和可再生能源潜力，在能源革命中发挥着重要作用。然而，如果仅靠安装光伏系统满足全球电力需求，那么就需要相当于世界0.3%的土地面积。因此，在建筑中实施光电技术是将道具的被动区域转化为具有双重功能的主动部分的有效方法。光伏幕墙作为一种集发电、美观、节能于一体的创新建筑材料，正逐渐在现代建筑设计中占据重要地位。光伏幕墙不仅能有效利用太阳能资源，减少能源消耗，还能与建筑美学相结合，实现功能性与美观性的双重价值，创造具有发电能力的建筑外观。然而，随着建筑物上光伏装置的快速增长，光伏系统也存在潜在风险，特别是火灾风险随着光伏系统数量的增加而增加。
2、在火灾环境中，太阳能板不仅要承受高温的热效应，还要承受由于结构变形和负载变化导致的机械应力。这种热力耦合效应可能太阳能板中玻璃发生开裂、脱落或断裂，严重影响材料的结构完整性和安全性。由于玻璃裂纹，光伏板的可燃材料，包括eva和tpt，将直接接受火灾辐射并获取氧气，导致光伏正面的暴露部件转变为大型可燃表面，类似于保温材料火灾。太阳能板的结构完整性至关重要。裂纹的出现和扩展是评估材料在高温和机械应力下性能的关键因素。裂纹不仅减弱了材料的结构强度，还可能成为火灾蔓延的通道。目前，对于太阳能板在火灾作用下的性能变化和安全性评估存在明显的研
3、在实际工程中，光伏系统实际上经常以倾斜的角度安装，以优化发电效率，例如光伏幕墙和屋顶。当火灾发生时，由于角度的不确定性，光伏电池板将在不同的角度进行加热，大大加剧了火灾风险。如上所述，大多数结论倾向于关注火灾大小（即火灾热释放率，hrr）与屋顶表面火焰在辐射热通量之间的定量关系。很少有人关注太阳能板的倾斜角度对其在火灾条件下的行为和建筑光伏外墙的火灾危险性的影响。
4、此外，现有的太阳能板种类繁多，对于应用广泛的晶硅类太阳能板和新兴的薄膜类太阳能板，其大小和厚度往往有所差异。现有的太阳能板加热测试设备往往聚焦于单一大小和厚度的太阳能板，忽略了不同类型的太阳能板的影响，也不能适配不同太阳能板尺寸。
5、综上所述，对于现代工程结构中广泛应用的太阳能板，如晶硅类太阳能板、薄膜类太阳能板等，在火灾情况下的火灾性能评估是至关重要的。开发一种能够综合考虑可控的均匀与不均热流、同时能够改变太阳能板角度与适配其尺寸的综合加热测试系统，对于提高各种太阳能板的安全性和优化其在工程设计中的应用具有重大意义。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种可变角度太阳能板加热测试系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题，并具体公开了如下内容：
2、一种可变角度太阳能板加热测试系统，包括样品加载与观测机构、火灾性能分析机构以及辐射加热机构；
3、所述样品加载与观测机构用于固定不同尺寸的样品，对样品进行高度和角度的调节，并观察测量样品数据；
4、所述火灾性能分析机构位于所述样品加载与观测机构上方，用于收集并分析加热的样品产生的烟雾与质量损失，输出火灾关键参数；
5、所述辐射加热机构位于所述样品加载与观测机构前方，用于向样品提供实时热源。
6、进一步地，所述样品加载与观测机构包括支撑组件以及样品加载组件，所述支撑组件包括天平，所述天平顶部固定安装有支架，所述支架两侧均滑动设置有滑块，两个所述滑块之间连接有样品加载组件，所述滑块上设置有第一紧固旋钮，用于固定所述滑块的位置。
7、进一步地，所述天平底部设有支撑柱。
8、进一步地，所述样品加载组件包括样品夹具以及两个伸缩杆，所述样品夹具包括夹具固定板以及夹具移动板，所述夹具固定板以及所述夹具移动板的顶壁以及底壁均设有紧固调节件，用于调节所述夹具固定板以及所述夹具移动板的距离，以适配不同厚度的样品；
9、所述夹具固定板两侧均固定设有旋转座，所述伸缩杆伸缩端通过连接座固定连接于所述滑块内侧，所述连接座上设有第二紧固旋钮，用于固定伸缩杆的长度，所述伸缩杆固定端与所述旋转座转动连接，所述旋转座上设有第三紧固旋钮，用于固定所述夹具固定板的转动角度，所述伸缩杆固定端与所述旋转座可拆卸连接。
10、进一步地，所述样品加载与观测机构还包括样品观测组件，所述样品观测组件包括第一相机、第二相机、第一热流计以及第二热流计，所述第一相机通过固定架固定设置于所述样品夹具后方，所述第二相机通过固定架固定设置于所述样品夹具一侧，所述第一热流计通过固定架固定设置于所述样品夹具一侧上方，所述第二热流计通过固定架固定设置于所述样品夹具一侧下方。
11、进一步地，所述火灾性能分析机构包括设置于样品加载与观测机构上方的集烟罩，所述集烟罩进烟端朝向所述样品加载与观测机构，所述集烟罩出烟端通过管线连通有气体分析仪，所述气体分析仪电连接有分析电脑，所述集烟罩与所述气体分析仪之间的管线设置有风机。
12、进一步地，所述辐射加热机构包括设置于所述样品加载与观测机构前方的辐射加热控制柜，所述辐射加热控制柜靠近所述样品加载与观测机构一侧通过连接件固定安装有辐射加热器，所述辐射加热器一侧固定设置有点火器，所述辐射加热控制柜设有进气口，所述进气口通过减压阀连通有燃气瓶，所述辐射加热控制柜靠近所述辐射加热器的一侧设有出风口，所述辐射加热控制柜内设有辐射加热控制组件，用于调节出风口的燃气流量以及辐射加热器的加热面积。
13、进一步地，所述辐射加热机构还包括辐射挡板与滑轨，所述滑轨设置于所述样品加载与观测机构以及所述辐射加热器之间的地面上，所述辐射挡板底部设有与所述滑轨相适配的滑轮，所述辐射挡板用于遮挡所述辐射加热器，避免样品在加热测试前受到热流作用。
14、进一步地，所述辐射加热控制柜底部设有移动轮。
15、一种可变角度太阳能板加热测试方法，利用上述任一项所述的一种可变角度太阳能板加热测试系统实现，具体包括如下步骤：
16、s1、打开火灾性能分析机构的风机、气体分析仪以及分析电脑，并使用氮气与标准气体对气体分析仪进行校准；
17、s2、依据样品大小选择对应样品夹具，并通过辐射加热控制组件调节辐射加热器的加热面积；
18、s3、将样品放置于夹具固定板以及夹具移动板之间，并通过紧固调节件使其固定；
19、s4、转动夹具固定板，调节样品与辐射加热器的夹角，并通过第三紧固旋钮固定，从而控制辐射均匀性；
20、s5、对天平、第一热流计与第二热流计进行校准，并调节第一相机与第二相机使其对焦于样品；
21、s6、通过辐射加热控制组件本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可变角度太阳能板加热测试系统，其特征在于，包括样品加载与观测机构、火灾性能分析机构以及辐射加热机构；
2.根据权利要求1所述的一种可变角度太阳能板加热测试系统，其特征在于，所述样品加载与观测机构包括支撑组件（1）以及样品加载组件（2），所述支撑组件（1）包括天平（11），所述天平（11）顶部固定安装有支架（13），所述支架（13）两侧均滑动设置有滑块（14），两个所述滑块（14）之间连接有样品加载组件（2），所述滑块（14）上设置有第一紧固旋钮（141），用于固定所述滑块（14）的位置。
3.根据权利要求2所述的一种可变角度太阳能板加热测试系统，其特征在于，所述天平（11）底部设有支撑柱（12）。
4.根据权利要求2所述的一种可变角度太阳能板加热测试系统，其特征在于，所述样品加载组件（2）包括样品夹具以及两个伸缩杆（21），所述样品夹具包括夹具固定板（24）以及夹具移动板（25），所述夹具固定板（24）以及所述夹具移动板（25）的顶壁以及底壁均设有紧固调节件（26），用于调节所述夹具固定板（24）以及所述夹具移动板（25）的距离，以适配
5.根据权利要求4所述的一种可变角度太阳能板加热测试系统，其特征在于，所述样品加载与观测机构还包括样品观测组件（3），所述样品观测组件（3）包括第一相机（31）、第二相机（32）、第一热流计（33）以及第二热流计（34），所述第一相机（31）通过固定架固定设置于所述样品夹具后方，所述第二相机（32）通过固定架固定设置于所述样品夹具一侧，所述第一热流计（33）通过固定架固定设置于所述样品夹具一侧上方，所述第二热流计（34）通过固定架固定设置于所述样品夹具一侧下方。
6.根据权利要求1所述的一种可变角度太阳能板加热测试系统，其特征在于，所述火灾性能分析机构包括设置于样品加载与观测机构上方的集烟罩（4），所述集烟罩（4）进烟端朝向所述样品加载与观测机构，所述集烟罩（4）出烟端通过管线连通有气体分析仪，所述气体分析仪电连接有分析电脑，所述集烟罩（4）与所述气体分析仪之间的管线设置有风机。
7.根据权利要求1所述的一种可变角度太阳能板加热测试系统，其特征在于，所述辐射加热机构包括设置于所述样品加载与观测机构前方的辐射加热控制柜（51），所述辐射加热控制柜（51）靠近所述样品加载与观测机构一侧通过连接件（54）固定安装有辐射加热器（55），所述辐射加热器（55）一侧固定设置有点火器（551），所述辐射加热控制柜（51）设有进气口，所述进气口通过减压阀（52）连通有燃气瓶（53），所述辐射加热控制柜（51）靠近所述辐射加热器（55）的一侧设有出风口，所述辐射加热控制柜（51）内设有辐射加热控制组件，用于调节出风口的燃气流量以及辐射加热器（55）的加热面积。
8.根据权利要求7所述的一种可变角度太阳能板加热测试系统，其特征在于，所述辐射加热机构还包括辐射挡板（61）与滑轨（62），所述滑轨（62）设置于所述样品加载与观测机构以及所述辐射加热器（55）之间的地面上，所述辐射挡板（61）底部设有与所述滑轨（62）相适配的滑轮（611），所述辐射挡板（61）用于遮挡所述辐射加热器（55），避免样品（27）在加热测试前受到热流作用。
9.根据权利要求7所述的一种可变角度太阳能板加热测试系统，其特征在于，所述辐射加热控制柜（51）底部设有移动轮（511）。
10.一种可变角度太阳能板加热测试方法，其特征在于，利用上述权利要求1-9任一项所述的一种可变角度太阳能板加热测试系统实现，具体包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种可变角度太阳能板加热测试系统，其特征在于，包括样品加载与观测机构、火灾性能分析机构以及辐射加热机构；
2.根据权利要求1所述的一种可变角度太阳能板加热测试系统，其特征在于，所述样品加载与观测机构包括支撑组件（1）以及样品加载组件（2），所述支撑组件（1）包括天平（11），所述天平（11）顶部固定安装有支架（13），所述支架（13）两侧均滑动设置有滑块（14），两个所述滑块（14）之间连接有样品加载组件（2），所述滑块（14）上设置有第一紧固旋钮（141），用于固定所述滑块（14）的位置。
3.根据权利要求2所述的一种可变角度太阳能板加热测试系统，其特征在于，所述天平（11）底部设有支撑柱（12）。
4.根据权利要求2所述的一种可变角度太阳能板加热测试系统，其特征在于，所述样品加载组件（2）包括样品夹具以及两个伸缩杆（21），所述样品夹具包括夹具固定板（24）以及夹具移动板（25），所述夹具固定板（24）以及所述夹具移动板（25）的顶壁以及底壁均设有紧固调节件（26），用于调节所述夹具固定板（24）以及所述夹具移动板（25）的距离，以适配不同厚度的样品（27）；
5.根据权利要求4所述的一种可变角度太阳能板加热测试系统，其特征在于，所述样品加载与观测机构还包括样品观测组件（3），所述样品观测组件（3）包括第一相机（31）、第二相机（32）、第一热流计（33）以及第二热流计（34），所述第一相机（31）通过固定架固定设置于所述样品夹具后方，所述第二相机（32）通过固定架固定设置于所述样品夹具一侧，所述第一热流计（33）通过固定架固定设置于所述样品夹具一侧上方，所述第二热流计（34）通过固定架固定设置于所述样品夹具一侧下方。
6.根据权利要求1所述的一种可变角度太...
【专利技术属性】
技术研发人员：王禹，肖成名，徐明俊，李晓晴，汪凤祺，周睿，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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