全玻璃真空太陽集熱管半球發射率檢測儀的製作方法
2023-07-30 02:18:36
專利名稱：：全玻璃真空太陽集熱管半球發射率檢測儀的製作方法
技術領域：
：本實用新型屬於工程熱物理學科，熱輻射性能的檢測儀器。
背景技術：
：在2005年國家頒布的GBAT17049-2005"全玻璃真空太陽集熱管"標準中只有100多個字描述了半球發射率測量一個簡單測試過程，沒有指定標準檢測儀器設備。為填補"全玻璃真空太陽集熱管"成品管半球發射率測量的國內空白，為此研製了全自動控制的"全玻璃真空太陽集熱管半球發射率檢測儀"。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在於，提供一臺自動控制的"全玻璃真空太陽集熱管半球發射率檢測儀"。該檢測儀是由如圖1所示的測量裝置，如圖4所示的自動控制儀和數據採集處理及列印等部份組成。本實用新型的全玻璃真空太陽集熱管半球發射率檢測儀，要解決技術問題的關鍵是測量裝置的結構，如圖1所示。首先利用被測塗層(5)剛好被密封在高真空的玻璃管(4)內，形成真空腔內的輻射換熱。所以構成全玻璃真空太陽集熱管即是被檢測對象，又是測量裝置的一個重要部件。測量裝置中另一重要部件是冷壁水套(3),使其集熱管處於穩定的冷水(8)環境之中。一般情況下冷壁水套通自來水即可，為了保持水的恆定溫度，冷水從水套下部水嘴(6)引進，再由水套上部水嘴(21)流出。結構中另一部件如圖2所示的加熱器，加熱器由高溫陶瓷管(O、柔性絕緣加熱帶(22)和測溫熱電偶(24)等構成。加熱器要求外表面要平整光滑能容易地裝入集熱管內。因為加熱器分為主加熱器和二個輔助的加熱器，所以要有三個加熱帶6條加熱引出線，而6條引出線(23)必須從陶瓷管內引出，解決問題的辦法是將陶瓷管打6個均勻分布的導線引出孔，如圖3所示。輻射加熱採用柔性絕緣加熱帶(22)，長度可根據加熱功率選取，使用方便，繞在陶瓷管上即可。全玻璃真空太陽集熱管半球發射率檢測儀，其特徵在於它的結構由三部分組成，其關鍵部分是測量裝置，主體為冷壁水套(3),將同有被測吸收塗層(5)的集熱管(4)裝入冷壁水套(3)內，在集熱管內再裝入加熱器(9)，在冷壁水套(3)兩端設有密封圈(10)和壓緊蓋(11)構成集熱管和冷壁水套之間水的循環系統，冷水從進水嘴(6)進，從出水嘴(1)流出，循環水溫的測量鉑電阻(2)(7)完成；第二部分是自動控制單元，兩個輔助加熱通過三迴路PID調解器和調功板自動跟蹤主加熱器升溫至設定溫度；第三部分由計算機完成數據採集、處理及列印。本實用新型的全玻璃真空太陽集熱管半球發射率檢測儀要解決另一個技術問題在於加熱的電流I、電壓V;塗層表面溫度Ts,冷壁水套中的水溫Tc的準確測量。為了提高主加熱器加熱電流I、電壓V的測量精度，如圖4所示，在電路中使用了高精度的三迴路PID調節器、調功板和電流電壓傳感器，其電路方框圖如圖4所示。在測量溫度Ts時，是採用兩支熱電偶如圖2中的(24)，取其兩支熱電偶示值的平均值。同理測量水溫To，也是採用2支鉑電阻如1圖中的(2)(7)，取其兩支鉑電阻示值的平均值以示To。該檢測儀由於有效地解決了上述技術問題，收到明顯有益效果，下面列幾項試驗測試結果。表1集熱管A1-N/A1吸收塗層不同溫度下的半球發射率表面溫度(。c)加熱電流(A)加熱電壓(V)冷壁水溫(,C)表面面積(m')半球發射率(eH)800.05412.920.00.0240.065tableseeoriginaldocumentpage6控制檢測儀器所採用。下面將參照附圖描述實用新型的具體實施方式。圖1是檢測儀的測量裝置結構示意圖圖2是測量裝置的加熱器結構示意圖圖3是加熱器的高溫陶瓷管打孔的尺寸分布圖圖4是檢測儀實施自動控制原理方框圖具體實施方式從圖1可以看出"全玻璃真空太陽集熱管半球發射率檢測儀"測量裝置的結構組成，其主體為冷壁水套(3)，內裝有被測吸收塗層(5)的集熱管(4),在集熱管內再裝入加熱器(9)。由兩套壓緊蓋(11)和密封圈(10)以及進水嘴(6)和出水嘴(1)等構成冷水(8)的循環系統。(7)和(1)分別為進出水溫測量傳感器ptlOO鉑電阻。放入集熱管內的加熱器如圖2所示。加熱器主體為陶瓷管(21),在陶瓷管外壁均勻分布纏繞三段柔性絕緣加熱帶(22),加熱帶引線(23)從陶瓷管事先打好的小孔(25)引入管內，再從陶瓷管的埠引出，接到自動控制器接口處。在加熱帶外表面放置直徑比較細的測溫熱電偶(4)，使其整個加熱器外表面比較平滑，能容易地插入到集熱管(4)內。圖3表明陶瓷管(31)上打6個小孔(32)的位置分布，以及表明主加熱器和二個輔助加熱器分布情況。圖4為檢測儀實施自動控制原理方框圖。首先設定主加熱器升溫的溫度值，啟動加熱升溫；而兩個輔助加熱器通過三迴路PID調節器和調功板自動跟蹤主加熱器升溫至設定溫度，並保持在設定溫度下穩定平衡，調節器也實時顯示主加熱器和二個輔助加熱器的溫度Ts、Tl、T2變化。而主加熱器的加熱電流I、電壓V和冷壁水溫To。由自動控制儀中的數顯儀實時顯示。由計算機自動採集(20min採400個點)以上數據並予以處理，給出測試結果值。權利要求1、全玻璃真空太陽集熱管半球發射率檢測儀，其特徵在於它的結構由三部分組成，其關鍵部分是測量裝置，主體為冷壁水套(3)，將同有被測吸收塗層(5)的集熱管(4)裝入冷壁水套(3)內，在集熱管內再裝入加熱器(9)，在冷壁水套(3)兩端設有密封圈(10)和壓緊蓋(11)構成集熱管和冷壁水套之間水的循環系統，冷水從進水嘴(6)進，從出水嘴(1)流出，循環水溫的測量鉑電阻(2)(7)完成；第二部分是自動控制單元，兩個輔助加熱通過三迴路PID調解器和調功板自動跟蹤主加熱器升溫至設定溫度；第三部分由計算機完成數據採集、處理及列印。2、如權利要求1所述的全玻璃真空太陽集熱管半球發射率檢測儀，其特徵在於它的加熱器，是由高溫陶瓷管(21)柔性絕緣加熱帶(22)和測溫熱電偶(24)等構成，加熱器分為均等三分，一是中間的主加熱器段，二是兩邊的輔加熱器段，為此必須使用三個柔性絕緣加熱帶(22)有6條引出線(23),在不允許從陶瓷管外引出，需在陶瓷管上打6個導線引出孔(25),從而可以實現6根引出導線從陶瓷管內引出，使加熱器表面平整，比較容易地放入集熱管內。3、如權利要求1或2所述的全玻璃真空太陽集熱管半球發射率檢測儀，其特徵在於加熱帶具有較好的柔軟性和可塑性。4、按權利要求1所述的全玻璃真空太陽集熱管半球發射率檢測儀，其特徵在於它的溫度傳感器，為兩支鉑電阻(2)、(7)和4支熱電偶(24)。專利摘要本實用新型公開一種「全玻璃真空太陽集熱管半球發射率檢測儀」。它的結構由三部分組成，其關鍵部分是測量裝置，主體為冷壁水套(3)，將同有被測吸收塗層(5)的集熱管(4)裝入冷壁水套(3)內，在集熱管內再裝入加熱器(9)，在冷壁水套(3)兩端設有密封圈(10)和壓緊蓋(11)構成集熱管和冷壁水套之間水的循環系統，冷水從進水嘴(6)進，從出水嘴(1)流出，循環水溫的測量鉑電阻(2)(7)完成；第二部分是自動控制單元，兩個輔助加熱通過三迴路PID調解器和調功板自動跟蹤主加熱器升溫至設定溫度；第三部分由計算機完成數據採集、處理及列印。文檔編號G01N25/20GK201273886SQ200820107830公開日2009年7月15日申請日期2008年3月24日優先權日2008年3月24日發明者那鴻悅申請人:那鴻悅