一種電熱堆型太陽輻射測試儀及常屬k值的確定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種電熱堆型太陽福射測試儀及常屬k值的確定方法，具體為采用構(gòu) 造電熱堆來測定太陽福射的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽福射是地球能量的最主要來源，是大氣和海洋變化的原動力。在建筑熱環(huán)境、 建筑節(jié)能W及主被動式太陽能建筑設(shè)計中均需要長期、精確的太陽福射觀測數(shù)據(jù)，因而對 太陽福射照度的觀測顯然具有特別重要的意義。
[0003] 市場上常見的太陽福射測量儀W光電型福射表居多。常用的光電傳感器有光電二 極管、光電Ξ極管、娃太陽電池、光伏傳感器和光電倍增管等，不足之處是波長范圍窄，光譜 靈敏度不均勻，并且傳感器的光譜特性與太陽福射光譜分布不相吻合，測量誤差大。如專利 CN101122522A(-種紫外福射表），采用娃光探測器;專利CN2643297W高精度光譜福射亮度 計)采用3片平面型娃光電二極管檢測器;分光型福射表采用干設(shè)濾光片選擇波段，觀測某 一特定波長范圍內(nèi)的太陽福射總量，其結(jié)果僅僅局限于幾個分立波長上的細節(jié)，不能反映 太陽福射的光譜特征。運Ξ類福射表由于光學(xué)系統(tǒng)沒有色散元件，檢測器只有一個測量通 道(單元），不具備波長分辨功能，測量的信號為某一時刻儀器有效波長范圍內(nèi)太陽福射能 量的積分值，運種積分型福射表因為數(shù)據(jù)包含的信息量少，無法獲得太陽光譜的總體分布 情況信息，遠遠不能滿足目前各領(lǐng)域?qū)μ柛Ｉ淞炕c細化測量的需要。
[0004] 近年來出現(xiàn)了采用色散元件的光譜型太陽福射測量儀，但大多采用光電倍增管 (簡稱PMT)作為光電探測器。例如，專利CN20163748洲(太陽光譜測量系統(tǒng)），其光電檢測器 采用光電倍增管，儀器內(nèi)部利用精密機械傳動機構(gòu)實現(xiàn)波長掃描，獲得光譜分布信息，實時 性差，系統(tǒng)復(fù)雜，體積龐大，需要計算機實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、控制和顯示，很難適合戶外應(yīng)用場 合。專利CN101504314A(大氣紫外福射通量測量裝置及其測量方法），利用PMT或電荷禪合器 件(簡稱CCD)實現(xiàn)紫外福射測量，其光學(xué)接收部分放置在室外，光譜儀等測量部分放置在室 內(nèi)，由計算機控制儀器的測量過程，測量系統(tǒng)體積大。其不足之處是用PMT時，同樣需要機械 掃描機構(gòu)獲得波長信息，測量速度慢;用光纖束將紫外光譜信號傳輸至室內(nèi)時，需要很長的 光纖，使得紫外光信號損失嚴(yán)重，且光纖的長距離鋪設(shè)也存在安全隱患，要特別的防護措 施。該專利采用的光纖束使用多條光纖進行組合，其輸入端面呈圓形分布，輸出端面呈直線 型分布，難W標(biāo)準(zhǔn)化，成本也很高。專利CN101358878A(瞬態(tài)紫外多光譜福射儀)公開了一種 采用計算機經(jīng)USB接口將卡塞格林光學(xué)成像系統(tǒng)獲得的光譜信號用CCD探測單次閃光或穩(wěn) 態(tài)光源的紫外光譜儀。該儀器配置了插拔式瞄準(zhǔn)鏡頭和計算機，主要側(cè)重于閃光光源的紫 外光譜測量，并不適合在室外進行移動的太陽整個光譜區(qū)域的快速測量，且只能采集單方 向的光源信號。專利CN101943603A(-種基于電荷禪合器件的太陽能光譜福射測量儀)公開 的儀器中，雖然采用了CCD檢測器，但其光學(xué)禪合系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的光學(xué)元件實現(xiàn)，存在體積 大、裝調(diào)工藝復(fù)雜、一致性難W保證等困難。該儀器采用遮光筒，使得入射光的角度受到限 審IJ，所測量的波段僅限于紫外區(qū)域。且光學(xué)部分沒有防護用的快口，使用過程中存在安全隱 出 yQl、Ο

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于:針對上述存在的問題，提供一種能夠準(zhǔn)確測量大氣中長波福 射強度的電熱堆型太陽福射測試儀及常屬k值的確定方法。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種電熱堆型太陽福射測試儀，其特 征在于:包括底座、云母片W及至少一組玻璃纖維板組件，所述底座與云母片連接形成一密 閉腔體，所述玻璃纖維板組件設(shè)置在密閉腔體內(nèi)，每組玻璃纖維板組件包括兩個并排放置 的玻璃纖維板，兩個玻璃纖維板對應(yīng)端部通過連接線串聯(lián)在一起，所述兩個玻璃纖維板的 另外一端分別與密閉腔體外的基點接頭連接，在所述玻璃纖維板上綁扎有康銅線，在并排 放置的兩個玻璃纖維板之間的間隙上方設(shè)置有錫錐片。
[0007] 本發(fā)明所述的電熱堆型太陽福射測試儀，其所述連接線兩端分別通過玻璃纖維基 塊與對應(yīng)玻璃纖維板連接固定。
[0008] 本發(fā)明所述的電熱堆型太陽福射測試儀，其在所述玻璃纖維板靠近錫錐片的一面 鍛有銅層。
[0009] 本發(fā)明所述的電熱堆型太陽福射測試儀，其在所述底座內(nèi)設(shè)置有與玻璃纖維板對 應(yīng)的凸起部，所述玻璃纖維板粘貼在對應(yīng)的凸起部上，所述底座為高密度聚氨醋板。
[0010] 本發(fā)明所述的電熱堆型太陽福射測試儀，其當(dāng)所述玻璃纖維板組件為兩組或兩組 W上時，相鄰兩組玻璃纖維板組件中相鄰的兩個玻璃纖維板通過連接線串聯(lián)在一起，所述 連接線交替式設(shè)置在玻璃纖維板兩端，多個玻璃纖維板通過連接線串聯(lián)為連續(xù)的S形。
[0011] -種電熱堆型太陽福射測試儀常屬k值的確定方法，其特征在于:建立電鍛熱電堆 冷點和熱點處的熱平衡方程：
[0012] 0 = a(t2-to)Fp-ki2(t 廣 t2)Fs
[0013] qF = a(h-to)Fp+ki2(trt2)Fs
[0014] 其中，q為熱點偶接受的福射(W/m2);a為熱電偶表面與環(huán)境的熱交換系數(shù)(W/nf· °C);F為熱電偶被照射部分的投影面積（ηΟ,且F = rL;r、L分別為熱電偶導(dǎo)線的半徑和長度 (111)爪為熱電偶與空氣接觸的有效面積（11〇;。3為熱電偶導(dǎo)線的橫截面積（11〇山山和切一 分別為熱電偶熱、冷點和環(huán)境的空氣溫度rC);ki2為熱點向冷點的傳熱系數(shù)(W/m2 · Γ)，其 取值如下：
[0015] 電鍛熱電堆基本單元上部導(dǎo)線的導(dǎo)熱為：
[0016]

[0017]電鍛熱電堆基本單元下部導(dǎo)線的導(dǎo)熱為：
[00劇其中E日為熱電常數(shù)(mv/°C) ;E為電勢讀數(shù)(mv);
[0026] q=KE
[0027]
[0028] 本發(fā)明主要用于對太陽福射強度就行測量，利用本發(fā)明的電熱堆型太陽福射測試 儀，能夠準(zhǔn)確測量大氣中長波福射的強度，相對于現(xiàn)有的測試儀，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，整體體 積小，裝調(diào)方便，而且測量速度快且精準(zhǔn)，完全滿足目前各領(lǐng)域?qū)μ柛Ｉ淞炕c細化測量 的需要。
【附圖說明】
[0029] 圖1和圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
[0030] 圖3是本發(fā)明的剖面圖。
[0031 ]圖4是本發(fā)明中熱電偶傳熱的模型示意圖。
[0032] 圖中標(biāo)記：1為底座，2為云母片，3為密閉腔體，4為玻璃纖維板，5為連接線，6為基 點接頭，7為康銅線，8為錫錐片，9為玻璃纖維基塊，10為凸起部，11為熱點，12為冷點。
【具體實施方式】
[0033] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細的說明。
[0034] 為了使本發(fā)明的目