[发明专利]热红外下行辐射测定装置及其测定方法

权利要求书

1.热红外下行辐射测定装置，其特征在于：

所述装置包括容水器（5），亚光镀金盖板（1）、电偶放置槽（2）、热电偶传感器（4）、热电偶测温仪主机（11）以及热红外辐射计；所述热电偶传感器（4）通过导线与所述热电偶测温仪主机（11）相连接；

所述容水器（5）为一个顶部敞开的盒状结构，所述亚光镀金盖板（1）设置在所述容水器（5）上表面，作为所述容水器（5）的盖板；

所述热电偶放置槽（2）设置在所述亚光镀金盖板（1）下表面，所述热电偶传感器（4）固定设置在所述热电偶放置槽（2）内；

所述热电偶传感器（4）输出的电信号通过导线传输至所述热电偶测温仪主机（11）；

所述热红外辐射计对准所述亚光镀金盖板（1）上表面，且所述热红外辐射计与所述亚光镀金盖板（1）的夹角为30～45度。

2.根据权利要求1所述的热红外下行辐射测定装置，其特征在于：

所述亚光镀金盖板（1）的形状为四边形；

所述热电偶放置槽（2）的数量为2个，2个所述热电偶放置槽（2）在所述亚光镀金盖板（1）下表面的分布方式为平行分布，或十字交叉分布；

所述热电偶传感器（4）的数量为3～6个。

3.根据权利要求2所述的热红外下行辐射测定装置，其特征在于：

所述亚光镀金盖板（1）的形状为正方形；

所述热电偶传感器（4）的数量为4个，每个所述热电偶放置槽（2）上均设置有2个所述热电偶传感器（4）；

4个所述热电偶传感器（4）分别设置在与所述亚光镀金盖板（1）的中心等距离位置处，且相邻2个所述热电偶传感器（4）之间的距离为所述亚光镀金盖板（1）边长的1/3。

4.根据权利要求1、2、3之一所述的热红外下行辐射测定装置，其特征在于：

各所述热电偶放置槽（2）的形状均相同，且所述热电偶放置槽（2）的深度小于或等于所述亚光镀金盖板（1）厚度的1/2；

所述热电偶传感器（4）设置在所述热电偶放置槽（2）内，且贴紧所述亚光镀金盖板（1）的下表面。

5.根据权利要求4所述的热红外下行辐射测定装置，其特征在于：

所述测定装置包括压片（3）；所述压片（3）的形状与所述热电偶放置槽（2）的槽型相匹配，所述压片（3）设置在所述热电偶放置槽（2）的槽面上，并与所述热电偶放置槽（2）紧密配合连接；

所述压片（3）紧顶住所述热电偶传感器（4），并将所述热电偶传感器（4）固定在所述热电偶放置槽（2）底面上。

6.根据权利要求1所述的热红外下行辐射测定装置，其特征在于：

所述测定装置包括溢水存放槽（10）以及水平仪（8）；

所述溢水存放槽（10）包围设置在所述容水器（5）外侧；

所述水平仪（8）与所述亚光镀金盖板（1）处于同一水平面上。

7.根据权利要求6所述的热红外下行辐射测定装置，其特征在于：

所述测定装置包括空心转动轴（6）以及导线集合转向管（7）；

所述空心转动轴（6）与所述亚光镀金盖板（1）相连接，所述亚光镀金盖板（1）以所述空心转动轴（6）为轴心转动；

所述热电偶传感器（4）上分别引出正极导线和负极导线，所述正极导线、负极导线通过所述空心转动轴（6）以及导线集合转向管（7）与热电偶测温仪主机（11）相连接。

8.根据权利要求6所述的热红外下行辐射测定装置，其特征在于：

所述测定装置包括防溢水漏斗（9）；

所述防溢水漏斗（9）与所述溢水存放槽（10）顶端相连通，所述防溢水漏斗（9）底部设有排水孔。

9.根据权利要求8所述的热红外下行辐射测定装置，其特征在于：

所述热电偶测温仪主机（11）包括显示屏（12）、量程转换按钮（13）、正负极接线孔（14）以及电源开关；

所述显示屏（12）、量程转换按钮（13）分别与所述电源开关相连接，所述热电偶传感器（4）的正极导线、负极导线分别与所述正负极接线孔（14）相连接；

本测定装置还包括机座（15），亚光镀金盖板（1）、容水器（5）、防溢水漏斗（9）、溢水存放槽（10）以及所述热电偶测温仪主机（11）分别嵌入设置在所述机座（15）中，整个测定装置为一体结构；所述机座（15）下表面设有4个调平螺丝脚。

10.利用权利要求1～9之一所述的热红外下行辐射测定装置实现的测定方法，利用所述热电偶测温仪主机（11）采集所述热电偶传感器（4）的热信号，将热信号通过热电信号转换和处理后，得到所述亚光镀金盖板（1）上表面的黑体辐射B；

采用热红外辐射计测得所述亚光镀金盖板（1）的出射辐射度M，根据公式计算出天空下行辐射E或环境辐射照度E；

所述测定方法的步骤为，

步骤1，测定环境设定步骤，

将所述测定装置安装在无遮蔽环境或郁闭环境中；

若安装在无遮蔽环境中，测得的是天空热红外下行辐射；

若安装在郁闭环境中，测得的是天空以及郁闭环境的下行辐射，即环境辐射照度；

步骤2，设置装置步骤，

将所述热电偶传感器（4）正、负极导线插入所述热电偶测温仪主机（11）的正负极接线孔（14）；调节所述调平螺丝脚，使所述水平仪（8）指向水平位置；

将所述热红外辐射计安装在三脚架上，并对准所述亚光镀金盖板（1）；

步骤3，注水步骤，

转动所述空心转动轴（6）以打开所述容水器（5）顶部的亚光镀金盖板（1），并向容水器（5）中注水，直至所述容水器（5）中的水满溢并充满所述溢水存放槽（10）为止；将所述亚光镀金盖板（1）盖封住所述容水器（5），使所述热电偶传感器（4）的压片（3）完全浸泡在水中；

注入水的温度与所述步骤1中测得的现场环境温度相等或相近；

浸泡所述热电偶传感器（4）10～20分钟，使所述热电偶传感器（4）的温度与所述亚光镀金盖板（1）的上表面温度均与水温相等；

步骤4，测量步骤，

测量所述亚光镀金盖板（1）上表面的温度值；

测量过程为，启动所述热电偶测温仪主机（11），所述热电偶传感器（4）采集到所述亚光镀金盖板（1）下表面温度后，在所述显示屏（12）上输出所述亚光镀金盖板（1）下表面温度值，从而得到与所述亚光镀金盖板（1）下表面温度相等的上表面温度，即得到所述亚光镀金盖板（1）上表面的黑体辐射B；

步骤5，分析计算步骤，

计算天空下行辐射E或环境辐射照度E；

计算过程为，开启所述热红外辐射计，测得所述亚光镀金盖板（1）的出射辐射度M，并通过公式（1）计算出天空下行辐射E或环境辐射照度E；

E=M-ϵB1-ϵ---(1);]]>

其中，ε为测得的所述亚光镀金盖板（1）的发射率；M为测得的所述亚光镀金盖板（1）的出射辐射度；B为测得的所述亚光镀金盖板（1）上表面的黑体辐射。