用于积分球反射率测量的样品加热装置

摘要

本发明公开了一种用于积分球反射率测量的样品加热装置。包括铜棒、隔热陶瓷外壳、电阻丝、温控器和K型热电偶；铜棒外面包裹绝缘材料后绕上电阻丝，电阻丝和电阻调节器串联后与温控器相连；铜棒一侧用于固定陶瓷管套，并将铜棒的一侧和陶瓷管套四周涂上高发射率涂料，得到黑体空腔，通过黑体空腔辐射对测试样品加热；测试样品固定在陶瓷管套的另一侧；K型热电偶固定在测试样品的一个立侧面上，作为温度传感器与温控器相连，用以调控电阻丝加热时间；整个加热装置外面固定隔热陶瓷外壳。本发明实现用于反射率测量的样品稳定加热，克服现有积分球反射率测试装置只能在室温下对样品的测试；隔热陶瓷外壳对积分球反射率测试装置起到保护作用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种样品加热装置，特别涉及一种用于积分球反射率测量的样品加热装置。

背景技术

积分球反射率测量是获得目标材料和涂层发射率的重要方法。红外热像仪和测温仪测温，都需要将目标材料的发射率输入测温仪器，才能获得目标材料表面的真实温度。然而不同温度下的材料发射率是不同的。当前积分球测量反射率推导出发射率的方法只能在常温下测量反射率，并不能测量高温下的反射率，所以当前的发射率数据库并不完备，辐射测温的数据也不精确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于积分球反射率测量的样品加热装置，以解决现有积分球反射率测量装置不能高温测量反射率的不足。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现的：

一种积分球反射率测量的样品加热装置，包括：恒温加热装置、辐射传热装置和温度控制装置三部分构成。

恒温加热装置包括包有绝缘材料的铜棒、电阻丝和电阻调节器；电阻丝均匀缠绕在铜棒的绝缘材料外，电阻丝一端与电阻调节器串联，整个恒温加热装置外要包裹保温石棉；

辐射传热装置：包括陶瓷管套，陶瓷管套内孔四周涂有高发射率涂料，陶瓷管套的一侧固定在铜棒一侧面，陶瓷管套的另一侧孔内固定测试样品；

温度控制装置：包括K型热电偶、电阻调节器和温控器；温控器用于接负载的两个输出接点，其中一个输出接点经电阻调节器与电阻丝的一端连接，另一个输出接点与电阻丝另一端点连接；K型热电偶插入陶瓷管套中并与测试样品紧贴，温控器用于接热电偶的端与K型热电偶连接；

恒温加热装置和辐射传热装置均固定隔热陶瓷外壳内，隔热陶瓷外壳通过支架固定在托板上。

本发明具有的有益效果是：

1. 整个加热装置外面固定一个隔热陶瓷外壳再与积分球反射率测量装置相连，对积分球反射率测量装置起到一个良好的保护作用；

2.将固定在测试样品的一个立侧面上的K型热电偶信号连接到温控器，可实时测量样品温度，并对恒温加热装置实时控制；

3.采用陶瓷管套和铜棒四周涂上高发射率的涂料，从而形成一个黑体空腔。通过辐射传热使样品温度更加均匀与稳定；

4.样品加热装置设计简单，操作方便，尤其适合用于金属样品反射率测量的样品加热。

附图说明

图1是一种用于积分球反射率测量的样品加热装置结构示意图；

图2是恒温加热装置结构示意图；

图3是辐射传热装置结构示意图；

图4是一种用于积分球反射率测量的样品加热装置配合积分球使用的俯视结构示意图。

图中：1、恒温加热装置；2、辐射传热装置；3、温度控制装置；4、测试样品；5、螺钉；6、K型热电偶；7、陶瓷管套；8、电阻丝；9、绝缘材料；10、铜棒；11、保温石棉；12、隔热陶瓷外壳；13、支架；14、托板；15、电阻调节器；16、温控器；17、陶瓷支架；18、高发射率涂料；19、积分球；20、积分球样品通孔；21、本发明的加热装置；22、积分球探测器通孔；23、积分球光源通孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种用于积分球反射率测量的样品加热装置结构包括恒温加热装置1、辐射传热装置2和温度控制装置3三部分。

如图1、图2所示，恒温加热装置1包括包有绝缘材料9的铜棒10、电阻丝8和电阻调节器15；电阻丝8均匀缠绕在铜棒10的绝缘材料9外，电阻丝8一端与电阻调节器15串联，整个恒温加热装置1外要包裹保温石棉11；

如图1、图3所示，辐射传热装置2包括陶瓷管套7，陶瓷管套7内孔四周涂有高发射率（发射率>0.995的涂料）涂料18，陶瓷管套7的一侧固定在铜棒10一侧面，陶瓷管套7的另一侧孔内用螺钉5固定测试样品4；涂有高发射率涂料18的陶瓷管套7和涂有高发射率涂料18的铜棒10一侧面构成黑体空腔。

如图1所示，温度控制装置3包括K型热电偶6、电阻调节器15和温控器16；温控器16用于接负载的两个输出接点，其中一个输出接点经电阻调节器15与电阻丝8的一端连接，另一个输出接点与电阻丝8另一端点连接；K型热电偶6插入陶瓷管套7中并与测试样品4紧贴，温控器16用于接热电偶的端与K型热电偶6连接；温度控制装置采用比例微分（PID）方法，PID是较为简单的智能控制方法；K型热电偶的温度测量值是PID的输入量，恒温加热装置是PID的输出量；电阻调节器15和温控器16均可由商购得到。

如图1所示，恒温加热装置1和辐射传热装置2均固定隔热陶瓷外壳12内，隔热陶瓷外壳12通过支架13固定在托板14上；防止装置倾斜。

如图1、图4所示，通过移动托板14将本发明的加热装置21的测试样品4固定在积分球19的积分球样品通孔20处。设定温度控制装置3中的温控器16温度，接通其电源，通过电阻调节器15控制升温速度，待温度稳定在0.5℃/min内，记录温度值T；将光谱探测器放置在积分球探测器通孔22处，光源放置在积分球光源通孔23处，记录不同温度T下的光谱探测器反射能值；利用积分球反射计法，计算测试样品在某一温度T下的反射率                                               。