[发明专利]一种太阳能聚光器光斑能量与热流密度测量装置及方法

权利要求书

1.一种太阳能聚光器光斑能量与热流密度测量装置，其特征在于，包括：

反光板(2)、金属吸热板(1)、热管(3)、联集管(4)和测温元件(5)；

所述反光板(2)与所述金属吸热板(1)的边缘无缝连接；

所述金属吸热板(1)的迎光面设置有选择性吸收涂层，所述热管(3)为内部有工作液的封闭式真空管，所述热管(3)分为蒸发段和冷凝段，所述工作液储存在蒸发段，所述热管(3)的蒸发段端面与所述金属吸热板(1)的背光面紧密接触，所述热管(3)的冷凝段嵌入所述联集管(4)中；

所述联集管(4)的一端为工质入口，另一端为工质出口，所述联集管(4)的数量至少为两个，所述联集管(4)与对应光斑区域的所述热管(3)相连；

所述测温元件(5)分别设置于联集管(4)的工质入口一端和工质出口一端。

2.根据权利要求1所述的太阳能聚光器光斑能量与热流密度测量装置，其特征在于，所述金属吸热板(1)上有阻热孔(9)，所述阻热孔(9)设置在相邻热管(3)对应的金属吸热板(1)的中部。

3.根据权利要求1所述的太阳能聚光器光斑能量与热流密度测量装置，其特征在于，所述反光板(2)的迎光面为漫反射面，所述迎光面的反射率≥0.9，所述反光板(2)与所述金属吸热板(1)竖向中心轴线的夹角为45至80度之间任一数值，所述反光板(2)的背光面一侧设有冷却管道(8)。

4.根据权利要求1所述的太阳能聚光器光斑能量与热流密度测量装置，其特征在于，所述热管(3)外部侧壁上包裹有导热用的保护套(6)，所述保护套(6)的一端与所述金属吸热板(1)紧密接触，在所述保护套(6)外侧和所述联集管(4)外侧包裹隔热材料(7)。

5.根据权利要求1所述的太阳能聚光器光斑能量与热流密度测量装置，其特征在于，还包括水泵(10)、流量计(11)和球阀(12)，所述水泵(10)设置在所述联集管(4)的工质入口一端，在所述水泵(10)的顺水流方向上依次设置所述流量计(11)和所述球阀(12)。

6.根据权利要求1所述的太阳能聚光器光斑能量与热流密度测量装置，其特征在于，还包括信号处理设备和信号输出设备，所述信号处理设备与所述测温元件(5)以及所述流量计(11)相连，所述信号输出设备与所述信号处理设备相连。

7.一种太阳能聚光器光斑能量与热流密度测量方法，基于权利要求1-6任意一项所述的太阳能聚光器光斑能量与热流密度测量装置，其特征在于，包括以下步骤：

调整太阳能聚光器光斑能量与热流密度测量装置，在保证工作液处于金属吸热板(1)一端的条件下，使金属吸热板(1)对准光斑；

将工质由工质入口通入联集管(4)内，待所有测量值都稳定，测温元件(5)开始检测联集管(4)两端的工质温度；

根据测温元件(5)检测的工质温度，记录同一时刻流经各联集管(4)的工质的初始温度值和结束温度值；

根据记录的同一时刻各联集管(4)两端的工质的温度值和单位时间内工质的流量值，计算各联集管(4)对应的光斑区域在单位时间内的能量值，并得出整个光斑的能量值；

根据各联集管(4)对应的光斑区域的面积计算各光斑区域的热流密度以及整个光斑的热流密度。

8.根据权利要求7所述的太阳能聚光器光斑能量与热流密度测量方法，其特征在于，在所述调整太阳能聚光器光斑能量与热流密度测量装置步骤之前，将冷工质通入所述冷却管道(8)。

9.根据权利要求7所述的太阳能聚光器光斑能量与热流密度测量方法，其特征在于，在所述测温元件(5)开始检测联集管(4)两端的工质温度的同时，使用流量计(11)测量所述联集管(4)中工质的流量，使用信号处理设备提取所述测温元件(5)检测的工质温度值以及所述流量计(11)测量的流量值，并计算各光斑区域的能量值以及整个光斑的能量值，并根据各光斑区域的面积计算热流密度，并将所述信号处理设备计算的结果在信号输出设备上显示。

10.根据权利要求7所述的太阳能聚光器光斑能量与热流密度测量方法，其特征在于，在所述将工质由工质入口通入联集管(4)的步骤中，通过调节水阀的大小，在工质的不同流速下，对光斑能量进行多次测量。