[实用新型]用于细微固体颗粒或液滴间热辐射特性的测量装置

说明书

本实用新型公开了一种用于细微固体颗粒或液滴间热辐射特性的测量装置，包括超声悬浮模块、外部加热模块、温度诊断模块、气氛调节模块和控制模块。所述超声悬浮模块包括超声悬浮器、罩设于外周的隔离罩以及作为高温热源的导热球体。所述外部加热模块包括能够透过所述隔离罩的非接触加热方式使导热球体升温至特定温度的CO₂激光器。本实用新型可有效避免悬挂带来的热量迁移，方便研究不同气氛下被测固体颗粒或液滴受热发生反应对热辐射特性的影响；可确保辐射热源温度的快速响应和稳定；为实验操作提供了极大便利。

技术领域

本实用新型涉及热辐射特性的测量装置，尤其涉及一种细微固体颗粒或液滴间热辐射特性的测量装置。

背景技术

固体颗粒或液滴间的热辐射特性是其工程应用中重要的热物理性质，涉及传热传质、燃烧、材料制备、储能等多个工程技术领域。热辐射是物体由于具有温度而辐射电磁波的现象，是传热的三种方式之一。一般的热辐射主要靠波长较长的可见光和红外线传播。固体颗粒或液滴间的热辐射特性取决于温度、表面积、辐射率、距离等参数的共同作用。而上述参数又会受到固体颗粒或液滴在高温下发生化学反应或相变，以及周围气体流动等因素的影响。因此，对不同固体颗粒或液滴在不同条件下的热辐射特性展开研究，探索改善其热辐射特性的技术和方法，对优化其热物理性能，解决相关工程领域关键技术问题有重要价值。

对于大粒径的固体颗粒或液滴，通常采用悬挂法对其进行固定，再进行热辐射特性测量。但对于微米至毫米级的细微固体颗粒或液滴，悬挂引起的热量迁移会造成测量结果的显著偏差。因此，需要设法排除被测固体颗粒或液滴与外部接触的干扰。此外，为保证测量结果的准确性，还需要为被测固体颗粒或液滴提供对温度要求快速响应、稳定性佳的高温热源，并利用准确、可靠的温度诊断设备对高温热源温度和被测固体颗粒或液滴表面的温度分布进行监测。现有的固体颗粒或液滴间热辐射特性的测量装置难以满足上述需求，有必要开发新的测量装置和方法。

实用新型内容

发明目的：本实用新型提供了一种用于细微固体颗粒或液滴间热辐射特性的测量装置，该装置解决了悬挂引起热量迁移造成测量结果显著偏差的问题；同时，解决了高温热源对温度要求响应慢、稳定性差和温度监测不准确、可靠性差的问题。

技术方案：本实用新型的用于细微固体颗粒或液滴间热辐射特性的测量装置，包括超声悬浮模块、外部加热模块以及温度诊断模块。

所述超声悬浮模块包括超声悬浮器、罩设于外周的隔离罩以及作为高温热源的导热球体。

所述超声悬浮器包括纵向自上而下发射超声频率声波的扬声器阵列、与所述扬声器阵列相对设置的反射面板，并能够在扬声器阵列和反射面板间形成不少于3个声压为零的声压节点，且能够使导热球体和被测固体颗粒或液滴稳定悬浮。

所述外部加热模块包括能够透过所述隔离罩的非接触加热方式使导热球体升温至特定温度的CO₂激光器。

所述温度诊断模块包括能够测定所述导热球体温度的双色测温仪、以及用于同时测量被测固体颗粒或液滴表面温度二维分布情况的红外热像仪。

为实现对高温热源温度和被测细微固体颗粒或液滴表面的温度分布的准确、可靠监测，所述双色测温仪和红外热像仪的测温量程不低于CO₂激光器的加热温度上限(2000℃左右)，其中双色测温仪的测量辐射率设置为导热球体的表面辐射率，红外热像仪的测量辐射率设置为被测固体颗粒或液滴的表面辐射率。

所述测量装置还包括气氛调节模块，所述气氛调节模块包括用于调节所述隔离罩内气氛的气瓶，所述气瓶通过气体管路与隔离罩内部连通，且所述气瓶包括惰性气体气瓶和氧化性气体气瓶。