[发明专利]一种用于光催化反应辐射场研究的自动数据采集装置

说明书

本发明公开了一种用于光催化反应辐射场研究的自动数据采集装置，包括工作台，平行光路以及数据采集系统；平行光路包括外壳，点光源，双凸球面透镜，透镜组以及反射镜；点光源，双凸球面透镜，透镜组以及反射镜同轴线依次布置于外壳内，反射镜呈45°角布置，外壳上开设光孔通道；外壳固定于工作台下方，且工作台对应光孔通道开设有透光孔，透光孔上方设有用于固定样品的样品照射台；数据采集系统包括可实现控制方位角和高度角以及探头高度的运动机构，探头，辐射计以及计算机；本发明操作简单方便，测试精度和准确度高，能解决光催化反应辐射场研究中的数据自动采集问题，为光催化反应辐射场研究和反应器设计提供硬件基础和科学依据。

技术领域

本发明涉及光学测试与计量技术领域，更具体的说是涉及一种用于光催化反应辐射场研究的自动数据采集装置。

背景技术

光催化反应以光(太阳光或汞灯等光源)为能量来源，反应系统中的辐射场分布(即，局部体积能量吸收速率)对反应速率的影响十分重要。由于光催化反应的复杂性，光催化反应的辐射场分布测试十分困难。目前，光催化反应的辐射场研究均采用实验测试与数值模拟相结合的研究方法。其中，光催化反应辐射场的数据采集装置为数值模拟提供辐射场基础数据，故采集数据的精确性和准确性至关重要。然而，目前并没有具有较高精度和准确度的光催化反应辐射场自动数据采集装置。

因此，本领域技术人员亟需一种操作简单方便，测试精度和准确度高，能解决光催化反应辐射场研究中的数据自动采集问题，为光催化反应辐射场研究和反应器设计提供硬件基础和科学依据。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于光催化反应辐射场研究的自动数据采集装置，该装置具有操作简单方便，测试精度和准确度高，能解决光催化反应辐射场研究中的数据自动采集问题，为光催化反应辐射场研究和反应器设计提供硬件基础和科学依据。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于光催化反应辐射场研究的自动数据采集装置，包括工作台，平行光路以及数据采集系统；

所述平行光路包括外壳，点光源，双凸球面透镜，透镜组以及反射镜；所述点光源，双凸球面透镜，透镜组以及反射镜同轴线依次布置于所述外壳内，所述反射镜呈45°角布置，所述反射镜上部的外壳上开设光孔通道；所述外壳固定于所述工作台下方，且所述工作台对应所述光孔通道开设有透光孔，所述透光孔上方设有用于固定样品的样品照射台；

所述数据采集系统包括可实现控制方位角和高度角以及探头高度的运动机构，探头，辐射计以及计算机；所述探头设于运动机构上且在角度为0°时位于所述透光孔的中心正上方，所述探头与所述辐射计通信连接，所述探头，运动机构以及辐射计与所述计算机通信连接。

本发明将点光源具有良好的方向性和较高的能量密度，点光源通过双凸球面透镜，透镜组转换成理想平行光源。本发明通过平行光源对光催化材料进行照射，在通过运动机构，探头，辐射计以及计算机的配合即可完成光催化反应辐射场研究的自动数据采集，本发明操作简单方便，测试精度和准确度高，能解决光催化反应辐射场研究中的数据自动采集问题，为光催化反应辐射场研究和反应器设计提供硬件基础和科学依据。

进一步的，还包括龙门架，所述龙门架固定于所述工作台上；所述运动机构包括第一伺服电机，第二伺服电机，第三伺服电机，所述第一伺服电机固定于所述龙门架上端且其转动轴穿过所述龙门架并传动连接L型的竖板的横向段，所述竖板的竖向段绕所述透光孔中心轴呈圆周转动，所述第二伺服电机固定在所述竖板的下端且其转动轴穿过所述竖板并传动连接竖直固定板，所述竖直固定板上设有直线轨道，所述第三伺服电机与所述直线轨道传动连接，所述探头固定在直线轨道的侧端，所述探头最低点与所述样品照射台上端平齐。

本发明利用上述的运动机构可以实现第一伺服电机，第二伺服电机，第三伺服电机控制的3个自由度：方位角，高度角，探头高度组成，实现球状辐射场测试，所获得辐射场数据更全面，并且第一伺服电机，第二伺服电机，第三伺服电机均为微型步进电机，其精度高，使整体装置测量数据精确。