用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置的製作方法
2023-05-28 04:23:56 1
專利名稱：用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種實驗儀器，具體來說涉及一種用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置。
背景技術：
一切溫度高於絕對零度的物體都能產生熱輻射，溫度愈高，輻射出的總能量就愈大，短波成分也愈多。關於熱輻射，其重要規律有4個基爾霍夫輻射定律，普朗克輻射分布定律，斯蒂藩-玻耳茲曼定律，維恩位移定律。這4個定律，有時統稱為熱輻射定律。物體在向外輻射能量的同時，還吸收從其他物體輻射來的能量。物體輻射或吸收的能量與它的溫度、表面積、黑度等因素有關。研究熱輻射吸收效率對現實生產和科學技術發展都具有明顯的積極意義。因此，中學課程以及大學課程的設置中這一章節均佔有一定比重。這部分授課內容中，實驗課程也是不可或缺的，生動形象的實驗課會加深學生對理論知識的理解。 現有技術中熱輻射實驗方法中通常用太陽光來加熱容器中的空氣，然後通過測量空氣溫度升高來判斷熱輻射吸收效率。但由於空氣導熱不良，溫度升高需要很長時間，致使教學效率較為低下。另外採用加熱容器中空氣的這種方式，輻射線的照射角度較難控制，實驗效果不
王困相
發明內容
鑑於現有技術存在的上述問題，本發明的目的在於提供一種能較快吸收熱輻射並達成實驗目的的用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置。為了實現上述目的，本發明的實施例提供的一種用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置，包括多個相同材質但表面顏色不同的輻射片，所述輻射片的一個端面上鑽設有一插孔；輻射片支架，所述輻射片支架的主體呈板狀，其一側板面上平行於所述輻射片支架中心線方向延伸設置有凸臺，所述凸臺的上部的板面上具有等距離設置的多個通孔；多個溫度傳感器，每個所述溫度傳感器具有一棒狀的探頭，所述探頭穿過所述通孔並插入所述輻射片的插孔中，所述輻射片設置有插孔一端安置於所述凸臺上；人工輻射源，其設置於所述輻射片的上方用於提供熱輻射。作為優選，所述通孔下方的凸臺上斜向設置有多道通槽，當所述探頭插入所述輻射片的插孔中時，所述輻射片可傾斜插入所述通槽中。作為優選，所述通槽斜向設置的傾斜角度為30度和/或45度作為優選，輻射片為一矩形金屬板。作為優選，所述輻射片至少包括有外表面為黑色的黑色輻射片、外表面為灰色的灰色輻射片和外表面為銀色的銀色輻射片。作為優選，所述黑色輻射片至少有三片。
作為優選，所述人工輻射源為紅外線取暖燈泡。作為優選，還包括一支撐座架，所述支撐座架包括底座和一豎向的支撐杆，所述輻射片支架與所述支撐杆連接且相互垂直設置。與現有技術相比較，本發明具有以下有益效果1.用人工輻射源代替太陽光束，可以方便、穩定地獲得熱輻射。2.用塗不同顏色的相同材質的輻射片代替密閉容器內的空氣，不僅提高了教學效率，同時也能使學生理解物體顏色對於熱輻射吸收率的影響。3.輻射片支架允許輻射片的角度可調，可以研究輻射的照射角對吸收效率的影響。
圖1為本發明一個實施例的用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置的整體結構示意圖；圖2為本發明一個實施例的用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置的輻射片、輻射片支架和溫度傳感器的裝配圖；圖3為本發明一個實施例的用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置的輻射片的結構示意圖；圖4為本發明一個實施例的用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置的輻射片支架的立體視圖；圖5為圖4的輻射片支架的主視圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置的結構做進一步詳細的說明。如圖1、圖2和圖3所示，本發明的實施例提供的一種用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置，包括多個相同材質但表面顏色不同的輻射片3，所述輻射片3的一個的側面上鑽設有一插孔31 ；輻射片支架2，所述輻射片支架2的主體呈板狀，其一側板面上平行於所述輻射片支架2中心線方向延伸設置有凸臺21，所述凸臺21的上部的板面上具有等距離設置的多個通孔；圖1和圖2中未示出通孔的位置，可見圖4和圖5中的通孔28 ；多個溫度傳感器4，每個所述溫度傳感器4具有一棒狀的探頭41，所述探頭41穿過所述通孔觀並插入所述輻射片3的插孔31中，所述輻射片3設置有插孔31 —端安置於所述凸臺21上；人工輻射源9，其設置於所述輻射片3的上方用於提供熱輻射。實驗時，待本發明的用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置連接好以後，打開人工輻射源9，溫度傳感器4會將從多個所述輻射片3上採集到的溫度數據傳送至外部設備用以生成溫度曲線，以便使學生對不同表面顏色的物體的熱輻射吸收效率做直觀的了解和對比。
但是根據課程內容，照射角度對於熱輻射吸收率也具有一定影響。為了使這部分內容也能在課程中得以展現。如圖4和圖5所示，在本發明的一個實施例中，所述通孔觀下方的凸臺上斜向設置有多道通槽(圖中所示為兩道，通槽23、24)，當所述探頭41插入所述輻射片3的插孔31中時，所述輻射片3可傾斜插入所述通槽中。同時，如圖所示，通槽23、 24實際將所述凸臺分割成凸塊25 J6和27，目的是使輻射片3能在嵌設在通槽23、24中而獲得一相對穩定的傾斜角度，這樣可以使本發明的用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置同時具備可以展示熱輻射的照射角度對於吸收效率的影響。對於傾斜角度來說，可以根據課程設計的需要設計，但優選地，所述通槽斜向設置的傾斜角度為30度和/或45度。考慮到吸收效率、導熱性等特徵，在實施例中，所述輻射片3為一矩形金屬板，如圖3所示，所述插孔31設置於矩形金屬板的一個端面上。設置矩形的目的是便於計算表面積，而顯而易見的是，其他形狀的輻射片應也能順利完成實驗。另外，一般的金屬材質導熱性均比較良好，但在本發明中，優選採用質輕且導熱性良好的矩形鋁板。如前所述，顏色可以影響熱輻射吸收率。為了使這部分內容在實驗中得以充分展現。本發明中的輻射片3設計為多個，相同材質但表面顏色不同，便於對比得出結論。優選地，所述輻射片3至少包括有外表面為黑色的黑色輻射片、外表面為灰色的灰色輻射片和外表面為銀色的銀色輻射片。這樣的三種顏色的對比，可以使學生能深刻直觀的了解到顏色對熱輻射吸收效率的影響。因同時可能會測量不同角度對熱輻射吸收效率的影響，因此所述黑色輻射片應至少有三片。在本發明中，人工輻射源9相比於自然輻射源例如太陽具有非常好的穩定性、可控性，實際上只要溫度高於絕對零度的物體，都會向外界輻射能量。也就是說，可以作為人工輻射源的物體很多，例如白熾燈、雷射發生器等，在本實施例中，作為優選所述人工輻射源9為紅外線取暖燈泡。另外一點，為了便於實驗進行，本發明的用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置還可以再包括一支撐座架，所述支撐座架包括底座11和一豎向的支撐杆1，所述輻射片支架2 與所述支撐杆1連接且相互垂直設置。如圖4和圖5所示，實際連接時，輻射片支架2的端部具有一套管連接部22，通過套管連接部22將輻射片支架與支撐座架的支撐杆1連接，組裝簡便的同時高度也可以方便調節。
權利要求
1.一種用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置，其特徵在於，包括多個相同材質但表面顏色不同的輻射片，所述輻射片的一個端面上鑽設有一插孔；輻射片支架，所述輻射片支架的主體呈板狀，其一側板面上平行於所述輻射片支架中心線方向延伸設置有凸臺，所述凸臺的上部的板面上具有等距離設置的多個通孔；多個溫度傳感器，每個所述溫度傳感器具有一棒狀的探頭，所述探頭穿過所述通孔並插入所述輻射片的插孔中，所述輻射片設置有插孔一端安置於所述凸臺上；人工輻射源，其設置於所述輻射片的上方用於提供熱輻射。
2.如權利要求1所述的用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置，其特徵在於，所述通孔下方的凸臺上斜向設置有多道通槽，以當所述探頭插入所述輻射片的插孔中時，所述輻射片能傾斜插入所述通槽中。
3.如權利要求2所述的用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置，其特徵在於，所述通槽斜向設置的傾斜角度為30度和/或45度。
4.如權利要求1所述的用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置，其特徵在於，輻射片為一矩形金屬板。
5.如權利要求1所述的用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置，其特徵在於，所述輻射片至少包括有外表面為黑色的黑色輻射片、外表面為灰色的灰色輻射片和外表面為銀色的銀色輻射片。
6.如權利要求5所述的用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置，其特徵在於，所述黑色輻射片至少有三片。
7.如權利要求1所述的用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置，其特徵在於，所述人工輻射源為紅外線取暖燈泡。
8.如權利要求1至7任一項所述的用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置，其特徵在於， 還包括一支撐座架，所述支撐座架包括底座和一豎向的支撐杆，所述輻射片支架與所述支撐杆連接且相互垂直設置。
全文摘要
本發明公開了一種用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置，其包括多個相同材質但表面顏色不同的輻射片，所述輻射片的一個端面上鑽設有一插孔；輻射片支架，所述輻射片支架的主體呈板狀，其一側板面上平行於所述輻射片支架中心線方向延伸設置有凸臺，所述凸臺的上部的板面上具有等距離設置的多個通孔；多個溫度傳感器，每個所述溫度傳感器具有一棒狀的探頭，所述探頭穿過所述通孔並插入所述輻射片的插孔中，所述輻射片設置有插孔一端安置於所述凸臺上；人工輻射源，其設置於所述輻射片的上方用於提供熱輻射。採用本發明的用於熱輻射吸收效率測試實驗的裝置，能較快吸收熱輻射並達成實驗目的，提高教學效率。
文檔編號G01J5/00GK102402882SQ201010281419
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月14日 優先權日2010年9月14日
發明者史悠仁, 周玉柱, 陳強 申請人:寧波奇科威數字教學設備有限公司