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[color=#990000]摘要:本文介绍了近场热辐射基本概念,并针对两平板之间的近场热辐射测试,介绍了经典导热系数保护热板测试方法在近场热辐射表征中的应用。[/color][size=18px][color=#990000]一、近场热辐射现象[/color][/size]如果两个相邻物体的温度不同,则它们之间则存在热辐射传递,可以用众所周知的普朗克黑体辐射理论来准确估计此辐射热流,条件是两物体之间的距离要远大于辐射的平均波长。目前已经确定的是,当物体间距小于辐射波长时,普朗克理论会失效,而这种距离则称之为近场,近场热辐射是指与物体间距小于特征波长区域的辐射, 热辐射强度随着与辐射体间距的减小而呈指数规律快速增大,如图1所示。[align=center][img=近场辐射测量,600,496]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112311018508887_5199_3384_3.jpg!w690x571.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000]图1 辐射热流密度随距离的变化[/color][/align][size=18px][color=#990000]二、近场辐射热流测量[/color][/size]为了对近场热辐射进行表征,一般是在真空中测试两个微小间距的平行板。随着平板间距减小,辐射热流逐渐受到干涉波和消散波的影响,辐射热流会随之增强。近场辐射热流密度测量装置是基于保护热板法(GHP),该方法通常用于测量隔热材料的导热系数,如图2所示,图中的样品1在近场辐射测量中则是真空间距。[align=center][color=#990000][img=近场辐射测量,690,296]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112311019195377_8070_3384_3.jpg!w690x296.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2 经典防护热板法测量原理[/color][/align]选择保护热板法的依据是这种方法是一种绝对测量方法,可以精确控制热损失,这对热辐射测量至关重要。辐射热流测量装置中,图2所示的辅助绝热板将由一个热电堆温差传感器代替,由此可以更精确地控制热损失。两板之间的平行度和距离控制是测量装置的关键条件,我们采用三个独立控制的压电致动器以纳米量级来变化板之间距离,并用电容传感器监测两板之间三个位置点的绝对间隙值。该装置的研制将能够精确测量近场热辐射的热流密度。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
太阳光辐射传感器辐射值测量用途随着太阳能源利用开发建设,相关的行业领域对太阳能观测业务开展规划、评估和建设,为获取准确可靠的科学,很多太阳光辐射传感器需要全天候精密追寻太阳,要求追寻精度高、运行平稳、可靠全天候全自动系统。绿光全自动太阳光辐射传感器是为满足环境、太阳能评估、气象监测等领域高精度的太阳辐射测量与应用而研发的高精密仪器。太阳光辐射传感器产品应用于光伏、光热、气候、环境、太阳能源、科研教学等相关领域,采用主动追寻和被动追寻相结合方式,以主动追寻为主,被动追寻为辅,由于采用了全新算法和精密结构,追寻精度优于0.1°。[img=太阳光辐射传感器,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205090927480789_9197_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]太阳光辐射传感器是目前普遍使用的无人值守型太阳辐射仪,解决了国内太阳辐射仪器需人工维护的弊端(尤其是直接辐射和散射辐射),真正满足全自动化追寻测量。太阳光辐射传感器是基于光电原理的太阳辐射观测装置及实现方法,它由感光元件和微处理器组成,具有速度快,监测精准,功能齐全的特点。太阳光辐射传感器外形美观小巧,占用空间小;通过宽电压DC10~30V供电,适用三线制或四线制接线方法,接线简单,安装方便。太阳光辐射传感器配置高精度的感光元件,宽光谱吸收,全光谱范围内吸收量高,稳定性好;在感应元件外安装透光率高达95%的防尘罩,罩体采用特殊处理,能减少灰尘吸附,有效防止环境因素对内部元件的干扰,可以较为精准的测量太阳辐射量。[img=太阳光辐射传感器,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205090928047748_4775_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]
太阳能总辐射传感器接线与安装气象站进行总辐射观测,应在日出前把金属盖打开,太阳能总辐射传感器就开始感应,记录仪自动显示总辐射的瞬时值和累计总量。日落停止观测后加盖。若夜间无降水或无其他可能损坏仪器的现象发生,太阳能总辐射传感器也可不加盖。太阳能总辐射传感器开启与盖上金属盖应特别小心,要旋转到上下标记点对齐,才能开启或盖上。由于石英玻璃罩贵重且易碎。启盖金属盖时动作要轻,不要碰玻璃罩。冬季玻璃罩及其周围如附有水滴或其他凝结物,应擦干后再盖上,以防结冻。一旦把金属盖冻住很难取下时,可用吹风机吹出的热风使太阳能总辐射传感器冻结物溶化或采用其他方法将盖取下,但要仔细以免损坏玻璃罩。[img=太阳能总辐射传感器,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205060906513507_8717_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]太阳能总辐射传感器维护和检查流程包括:仪器安装位置是否水平,感应面与玻璃罩是否完好等。1、太阳能总辐射传感器表面是否清洁,玻璃罩如有尘土、霜、雾、雪和雨滴时,应用镜头刷或鹿皮及时清除干净,注意不要划伤或磨损玻璃。2、太阳能总辐射传感器玻璃罩不能进水,罩内也不应有水汽凝结物。检查干燥器内硅胶是否变潮,如果由蓝色变成红色或白色后就不能继续使用,否则要及时更换。太阳能总辐射传感器受潮的硅胶,可在烘箱内烤干变回蓝色后再使用。3、太阳能总辐射传感器防水性能较好,一般短时间或小的降水可以不加盖。但降大雨、雪、冰雹等,或较长时间的雨雪,为保护仪器,观测员应根据具体情况及时加盖,雨停后即把盖打开。[img=太阳能总辐射传感器,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205060907166575_6726_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]