[发明专利]一种用于高温材料光谱特性测量的加热装置

说明书

本发明公开了一种用于高温材料光谱特性测量的加热装置，包括加热座、台架、二氧化碳激光器、反射镜、聚光镜和水冷机。本发明通过反射镜将二氧化碳激光器发出的激光引导至待测量材料表面，中间通过聚光镜提高激光密度，从而使得待测量材料达到更高的温度。同时水冷机的进水口和出水口通过管路与加热座内部的流体通道形成回路，向加热座内通入冷却水用于降低加热座温度。本发明通过激光对各种不同类型、大小的待测量材料进行加热，能够有效地降低待测量材料向外散热速率和环境温升。

技术领域

本发明涉及能源领域，尤其涉及一种用于高温材料光谱特性测量的加热装置。

背景技术

发射率是表征物体辐射特性一个重要的物理量，在许多工业领域都发挥着重要作用，如辐射测温技术、红外遥感技术、飞机隐身设计等领域。辐射测温技术广泛用于金属冶炼和体温测试等方面，需要了解材料表面发射率才能准确地测量温度。在太阳能颗粒集热器中，高温颗粒发射率对颗粒集热器整体的性能也至关重要，通过降低颗粒发射率能够有效提高颗粒集热器的整体效率。光谱发射率的定义是材料的辐射力与同温度下黑体辐射力之比，不仅与温度有关，还与材料成分，表面粗糙度等因素有关。光谱发射率测量一般是通过反射法和能量法进行测量，反射法一般是通过积分球测试材料的反射率和透射率，根据能量守恒得到发射率，能量法则是根据发射率定义，通过测试材料和黑体在相同温度下的辐射力从而得出发射率。反射法测发射率需要对积分球进行改造，实验难度较大。能量法结构简单，实验方便，但是在控制材料温度，抑制背景辐射等方面较难。

在发射率测量过程中，加热装置的设计尤为关键，加热装置在很大程度上影响测试系统的整体性能。加热装置不仅要需要能够将材料加热到指定温度，同时减少环境辐射干扰。测试时，加热装置使得周围环境的温度升高，则会对测试造成干扰，同时还有可能损坏周围实验仪器。材料的加热装置不仅需要满足测试要求，也需要满足不同形貌材料的加热需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种用于高温材料光谱特性测量的加热装置，能够有效地降低环境温度，减少背景干扰。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种用于高温材料光谱特性测量的加热装置，包括加热座、台架、二氧化碳激光器、反射镜、聚光镜和水冷机；

所述加热座采用低导热系数的材质制成，包含基座和加热台，其中，所述基座设有供激光通过照射至加热台的通孔；所述加热台固定在基座上，用于放置待测量的材料、使得从基座通孔穿过的激光能够照射至加热台上固定的材料上；

所述基座固定在所述台架上；所述台架内设有空腔，且台架上设有进光口和出光口；所述反射镜、聚光镜均设置在台架的空腔内；

所述二氧化碳激光器用于发出激光，使得激光从台架的进光口照射至台架空腔内的反射镜上；

所述反射镜用于将二氧化碳激光器发射的激光反射至聚光镜上；

所述聚光镜用于将反射镜反射的激光聚焦提高能量密度后从台架的出光口经由基座上的通孔照射至加热台底部对加热台上的待测量材料进行加热；

所述基座内设有用于散热的流体通道且基体表面设有和所述流体通道相连的进水口、出水口；

所述水冷机的输出口通过管道和基座表面的进水口相连、输入口通过管道和基座表面的出水口相连，用于对基体进行散热。

作为本发明一种用于高温材料光谱特性测量的加热装置进一步的优化方案，所述加热座和台架均采用310s不锈钢制成。

作为本发明一种用于高温材料光谱特性测量的加热装置进一步的优化方案，所述台架的空腔内涂有用于吸收激光散射光的涂料。

作为本发明一种用于高温材料光谱特性测量的加热装置进一步的优化方案，所述基座为两端开口的空心圆台，其中直径较小的一端用于固定加热台。