[发明专利]一种两段式连续可调聚光光热装置

说明书

本发明涉及一种两段式连续可调聚光光热装置，包括初段调节组件、光源组件、聚光组件、一级镜筒、次段调节组件、二级镜筒和出光组件。初段调节组件的一端与一级镜筒的一端连接，光源组件设置在初段调节组件内，并驱动光源组件在初段调节组件内轴向运动。聚光组件设置在一级镜筒内，二级镜筒垂直设置在一级镜筒的侧壁上，出光组件设置在二级镜筒内，且聚光组件反射的光线进入二级镜筒并从出光组件出射，次段调节组件设置在二级镜筒侧壁上，并驱动出光组件升降运动。本发明将光源组件与受热对象分离，可更好的保护光源，延长了光源的寿命，通过初段调节组件和次段调节组件协同配合可实现连续调节，通过聚光组件将光源能量集中，提高了光源利用率。

技术领域

本发明涉及于聚光光热领域，尤其涉及一种两段式连续可调聚光光热装置。

背景技术

随着科学技术的发展和现代材料制备该工艺的进步，对加热温度及升温速率的要求越来越高，传统的电阻式加热炉已很难满足实际科学研究及生产制造的要求。

在燃料燃烧、气化、热解等领域，为了建立准确的预测模型,必须获得升温过程中颗粒加热速率高达10²～10⁵℃/s，而传统电阻式加热装置升温速率也一般不超过50℃/s，很难满足升温要求的同时也极其耗费时间和能源。在材料科学方面，新材料的制备往往需要极其苛刻的升温要求，例如发泡合金的制备过程中升温速率要达到100～200℃/s，而薄膜制备经常使用的快速退火速率往往高达50～100℃/s。升温速率和温度极限已经成为燃烧和材料科学的进一步发展瓶颈，而高的能源消耗和时间成本也正在制约相关技术的产业化应用。

目前市面上的快速升温炉常采用碘钨灯作为热源，极限温度在1000℃左右，极限升温速率在120℃/s(真空)、100℃/s(保护气)。虽然在一定程度上满足了部分生产研究的要求，但是依然存在这一些不足：一是极限温度受到一级直射式光源传热方式的限制，低于诸多传统电阻式炉体的温度极限，依然无法达到很多实际应用的需求；二是光源与受热源同在炉体内，一方面影响光源的使用寿命和光学性能，另一方面也增加了光源及系统的生产制造成本，使得设备造假昂贵；三是温度的调节和升温速率的控制全部依赖光源输入功率的调节，很大程度上降低了设备的使用寿命；四是光学调节主要依赖电位器等调节输入功率，使得光学器件无法在额定的功率下工作，这也在一定程度上降低了光源的使用寿命和器件稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种两段式连续可调聚光光热装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种两段式连续可调聚光光热装置，包括初段调节组件、光源组件、聚光组件、一级镜筒、次段调节组件、二级镜筒和出光组件。

所述初段调节组件的一端与所述一级镜筒的一端连接，所述光源组件设置在所述初段调节组件内，所述初段调节组件可驱动所述光源组件在所述初段调节组件内轴向运动。

所述聚光组件设置在所述一级镜筒内，所述二级镜筒垂直设置在所述一级镜筒的侧壁上，所述出光组件设置在所述二级镜筒内，且所述聚光组件反射的光线进入所述二级镜筒并从所述出光组件出射，所述次段调节组件设置在所述二级镜筒侧壁上，并可驱动所述出光组件在所述二级镜筒内升降运动。

所述光源组件出射的光线从所述初段调节组件进入所述一级镜筒并到达聚光组件，经过聚光组件反射后进入所述二级镜筒并从所述出光组件出射，对外部物体进行加热。

本发明的有益效果是：本发明的两段式连续可调聚光光热装置，将光源组件与受热对象分离，取代了目前主流的输入功率调节方式，通过初段调节组件和次段调节组件协同配合在光源始终处于额定功率运行条件下实现连续调节，可以更好的保护光源，延长了光源的寿命，提高了设备的稳定性，通过聚光组件将光源能量集中，提高了光源能量利用率，采用透射反射联合式聚光，针对设计需求选用不同材质聚光器，有效降低了成本。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：