[发明专利]一种用于高温粒子幕光谱发射率测量的加热装置

说明书

本发明公开了一种用于高温粒子幕光谱发射率测量的加热装置，包括高温加热炉、加热炉控制器、水冷观察段和粒子回收仓。高温加热炉使用高温电阻丝进行加热，内有不锈钢内胆。不锈钢内胆底部为漏斗形设计，与观察段连通；内胆和观察段中间有一高温阀门，用于控制粒子的释放；高温阀门下方为粒子幕调节片，可以调节粒子幕的厚度。高温颗粒经高温阀门释放后通过粒子幕调节片形成均匀稳定的高温粒子幕，高温粒子幕经过水冷观察段时，可对其温度、辐射信号和运动状态等进行测量和记录。下落的颗粒最终储存在底部的粒子回收仓进行冷却。本发明具有结构简洁，操作简单等优点。

技术领域

本发明涉及一种高温粒子幕光谱发射率测量的加热装置，尤其涉及一种用于确定太阳能固体颗粒集热器中流动的高温粒子系光谱发射率的加热装置，属于热物性测量领域，特别适合固体颗粒集热器等领域辐射传热设计计算的发射率数据的获取。

背景技术

作为太阳能光热利用的重要方式之一，塔式太阳能热发电技术具有更高的聚光比和集热效率。但是传统塔式太阳能热发电系统一般使用熔融盐作为集热工质，集热温度较低，有毒且具有腐蚀性，不能满足第三代塔式太阳能热发电技术的需求。因此，亟需开发新型集热工质和太阳能集热器，其中固体颗粒具有集热温度高、稳定性好和成本低廉等优点，是目前世界范围内研究的热点。对于使用固体颗粒作为集热工质的太阳能集热器，颗粒的发射率决定了其吸收和换热，并且在集热工质的选择、集热器的设计计算和效率评估中，获得准确的发射率数据具有重要意义。

目前，针对高温物体发射率的研究主要集中在一些特定的物体，如块体，堆积粉末和熔融盐等。而在固体颗粒集热器中，颗粒一般处于流动的状态，常规的发射率测量装置无法满足对流动颗粒系发射率的测量需求。因此，有必要开发针对太阳能粒子集热器中的流动颗粒系的发射率测量系统。高温材料的光谱发射率通常使用能量法进行测量，其基本原理是测量材料的光谱辐射信号和同温度下的黑体辐射信号进行比较，进而得到材料的光谱发射率。因此，测量高温物体的光谱发射率必须要利用加热装置将其预热至一定温度，并且要保持温度稳定。由于测试目标状态的不同，目前关于块体、粉末等的发射率测量的加热装置不能应用在高温粒子幕的测量中。并且，材料加热过程中持续的高温会使被测样品附近的环境温度较高，不仅会产生背景辐射影响测量，还会存在一定的安全隐患，常规的加热方式很难完全隔离背景辐射的影响，故必须要开发针对高温粒子幕发射率测量的加热装置。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种用于高温粒子幕光谱发射率测量的加热装置，该装置满足不同颗粒粒径、粒子幕厚度的测试需求。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于高温粒子幕光谱发射率测量的加热装置，测试颗粒在高温加热炉内的内胆加热，内胆底部与水冷观察段连通，预热后的颗粒由第一高温阀门释放，经过粒子幕调节片后形成粒子幕，通过观察窗可对粒子幕的辐射信号、温度和状态进行观测，而后颗粒落入底部的粒子回收仓进行冷却并储存；

加热装置包括自上至下依次设置于机架19上的高温加热炉4、水冷观察段11和粒子回收仓14，

所述高温加热炉4的顶部设置盖合于其顶部的炉盖3，炉盖3的顶部设置有漏斗1和搅拌电机2，所述漏斗1用于添加颗粒与高温加热炉4的内胆6相通，所述搅拌电机2驱动高温加热炉4的内胆6中的搅拌桨5；搅拌桨5由搅拌电机2控制对内胆6中的加热颗粒进行搅拌，增加颗粒温度均匀性，避免局部温度过热和中间颗粒温度过低；

所述高温加热炉4和水冷观察段11之间设置有第一高温阀门8；

所述水冷观察段11的上段设置有粒子幕调节片9，位于粒子幕调节片9以下的水冷观察段11的侧壁上设置有观察窗10，所述水冷观察段11为双层外壁，且双层外壁之间填充有冷却介质，所述水冷观察段11还设置有惰性气体吹扫进出口；

所述水冷观察段11与粒子回收仓14之间设置有第二高温阀门12；