[发明专利]一种光热效率测量装置及方法

权利要求书

1.一种光热效率测量装置，其特征在于：包含太阳光模拟器(1)、半透镜(2)、电流检测仪(3)、对比积分球(4)、黑体(5)、温差制冷片(6)、底座(7)和测试积分球(9)；

底座(7)上布置有待测样品(8)，测试积分球(9)布置在待测样品(8)的上表面上，且测试积分球(9)的测试孔与待测样品(8)的上表面贴合，对比积分球(4)布置在黑体(5)上且对比积分球(4)的测试孔与黑体(5)的上表面贴合，温差制冷片(6)布置在测试积分球(9)和对比积分球(4)之间且与二者间隔设置，测试积分球(9)的上方由下至上布置有半透镜(2)和太阳光模拟器(1)，温差制冷片(6)与电流检测仪(3)相连，太阳光模拟器(1)的光源、半透镜(2)的焦点、测试积分球(9)的进光孔和待测样品(8)的中心在一条直线上。

2.根据权利要求1所述一种光热效率测量装置，其特征在于：所述温差制冷片(6)为半导体制冷片。

3.根据权利要求1所述一种光热效率测量装置，其特征在于：还包含能量检测仪(10)，所述半透镜(2)的反射能量由能量检测仪(10)吸收。

4.一种光热效率测量方法，其特征在于：包含：

S1、先将待测样品(8)放置在底座(7)上，使待测样品(8)的上表面与黑体(5)的上表面齐平；

S2、调节测试积分球(9)的高度，使得测试积分球(9)的测试孔与待测样品(6)的上表面贴合，再调节对比积分球(4)的高度，使得对比积分球(4)的测试孔与黑体(5)的上表面贴合，然后将温差制冷片(6)安装在测试积分球(9)和对比积分球(4)的探测孔之间；

S3、设定太阳光模拟器(1)的光源输出功率，等待光源输出稳定后，能量检测仪(10)记录测试结果为Q，其中，Q_灯为太阳光模拟器1的输出能量；Q_入射光源入射到待测样品的上层涂料的能量；

S4、调节黑体(5)的温度，观察电流检测仪(3)的示数，当示数为零并维持一段时间后，记录此时黑体(5)的温度T；黑体的辐射能量Q_黑体辐射＝σT⁴，σ为玻尔兹曼常数；

S5、计算待测样品(8)的上层涂料的光热效率：

5.根据权利要求4所述所述一种光热效率测量方法，其特征在于：步骤S1中底座(7)由三根绝热材料制作而成。

6.根据权利要求5所述一种光热效率测量方法，其特征在于：步骤S2中太阳光模拟器(1)的光源、半透镜(2)的焦点、测试积分球(9)的进光孔和待测样品(8)的中心在一条直线上。

7.根据权利要求4所述一种光热效率测量方法，其特征在于：温差制冷片(6)安装在测试积分球(9)和对比积分球(4)之间，且温差制冷片(6)两侧分别与测试积分球(9)和对比积分球(4)的外壁保持1-2mm的距离。

8.根据权利要求4所述一种光热效率测量方法，其特征在于：步骤S3中，太阳光模拟器(1)的光进入测试积分球(9)后，除待测样品(8)的上层涂料传导到下层涂料的能量，其余所有能量辐射到温差制冷片(6)，由能量守恒定律，得到：

Q_入射＝Q_传导+Q_损失

在步骤S4中，当电流检测仪(3)的示数为零时，温差制冷片(6)两侧面受到的辐射能量是相等的，即入射光损失的辐射能量与此时的黑体辐射能量相等，即：

Q_损失＝Q_黑体辐射

可得出经待测样品(8)的上层材料传导过来的能量为：

Q_传导＝Q_入射-Q_损失＝Q_入射-Q_黑体辐射

便可得到待测样品(8)的上层涂料的光热效率为：