[发明专利]一种测量熔融状态下绝缘层的红外吸收率与透射率的装置及方法

权利要求书

1.一种测量熔融状态下绝缘层的红外吸收率与透射率的装置，其特征在于：所述一种测量熔融状态下绝缘层的红外吸收率与透射率的装置包括控制系统、无极灯辐照系统、试样台(1)、遮挡机构和两个电磁阀(2)，所述无极灯辐照系统、所述遮挡机构、试样台(1)由上至下依次设置，试样放置在试样台(1)上，所述遮挡机构与两个电磁阀(2)连接，两个电磁阀(2)均与控制系统连接，控制系统包括第一铂金片温度传感器(12)、第二铂金片温度传感器(13)，第一铂金片温度传感器(12)和第二铂金片温度传感器(13)分别对绝缘层(10)的温度与内屏蔽层(11)的温度进行测量。

2.根据权利要求1所述一种测量熔融状态下绝缘层的红外吸收率与透射率的装置，其特征在于：所述无极灯辐照系统包括磁控管(3)和无极灯(4)，磁控管(3)和无极灯(4)由上至下依次设置在所述遮挡机构的上方，磁控管(3)与无极灯(4)连接。

3.根据权利要求1所述一种测量熔融状态下绝缘层的红外吸收率与透射率的装置，其特征在于：所述遮挡机构包括两个遮挡板(5)、两个遮挡板固定平台(6)、两个第一滑杆(7)、两个第二滑杆(8)和两个滑杆固定支架(9)，两个遮挡板固定平台(6)对称设置，每个遮挡板固定平台(6)上分别插装一个遮挡板(5)，每个遮挡板(5)朝外的一端分别与一个第一滑杆(7)的一端铰接，每个第一滑杆(7)的另一端分别与一个第二滑杆(8)的一端铰接，每个第二滑杆(8)的另一端分别与相对应的一个电磁阀(2)连接，每个第二滑杆(8)的中部分别与一个滑杆固定支架(9)铰接。

4.一种利用权利要求1所述装置测量熔融状态下绝缘层的红外吸收率与透射率的方法，其特征在于：所述一种测量熔融状态下绝缘层的红外吸收率与透射率的方法是通过如下步骤实现的：

步骤一、启动控制系统，并对控制系统各部分进行初始化，此时两个电磁阀(2)均处于A点；

步骤二、显示系统显示“是否开始测量，开始测量请输入Y，不测量请输入N”；若输入Y，则进行步骤三；若输入N，则结束，显示“测量结束”；

步骤三、显示系统显示“请单独放入内屏蔽层(11)，并安装第一铂金片温度传感器”，“若完成请输入Y”，输入Y则执行步骤四；

步骤四、采集内屏蔽层(11)的温度10次，并计算此时内屏蔽层(11)的温度平均值A_n1，利用控制器将两个电磁阀(2)的触点置于B点，遮挡机构中的遮挡板(5)向两侧水平移动，内屏蔽层(11)接受光辐照，延时Ts，连续测量此时刻内屏蔽层(11)的温度10次，取其平均值A_n2，将两个电磁阀(2)的触点置于A点，遮挡机构中的遮挡板(5)关闭；

步骤五、显示系统显示“请放入绝缘层(10)与内屏蔽层(11)，并安装第一铂金片温度传感器与第二铂金片温度传感器”，“若完成请输入Y”，若输入Y，则执行步骤六；

步骤六、测量内屏蔽层(11)温度与绝缘层(10)温度10次，分别计算内屏蔽层(11)温度平均值A_n3和绝缘层(10)温度平均值B_j1，分别将两个电磁阀(2)的触点置于B点，遮挡机构中的遮挡板(5)向两侧水平移动，内屏蔽层(11)和绝缘层(10)接受光辐照，延时Ts，连续测量此时的内屏蔽层(11)温度与绝缘层(10)温度10次，分别计算内屏蔽层(11)的平均值A_n4与绝缘层(10)温度的平均值B_j2；将两个电磁阀(2)的触点置于A点，遮挡机构中的遮挡板(5)关闭；

步骤七、计算结果，显示绝缘层(10)的红外透射率、吸收率及对应的温度；具体计算步骤为：步骤(一)、内屏蔽层(11)具有高浓度炭黑，具有近似黑体的特性，吸收率近似为1，当单独辐照内屏蔽层(11)时，单位面积内屏蔽层(11)的吸收红外能量等于无极灯(4)辐照单位面积的红外能量，根据步骤四中所得的测量结果，可以计算出辐照到内屏蔽层(11)的红外总能量R_总，计算公式为：

R_总＝Cm(A_n2-A_n1)(1)，

公式(1)中C表示内屏蔽层(11)比热容，m表示内屏蔽层(11)质量；

步骤(二)、当同时辐照绝缘层(10)与内屏蔽层(11)时，绝缘层(10)吸收的红外能量R_绝可由式(2)计算得出：

R_绝＝C_jm_j(B_j2-B_j1)(2)，

公式(2)中C_j表示绝缘层(10)比热容，m_j表示绝缘层(11)质量；

步骤(三)、计算内屏蔽层(11)的红外吸收能量R_内：

R_内＝Cm_n(A_n4-A_n3)(3)，

公式(3)中m_n表示内屏蔽层(11)的质量；

步骤(四)、计算熔融状态下绝缘层(10)的红外吸收率Q₁：

Q₁＝R_绝/R_总(4)；

步骤(五)、计算绝缘层(10)的红外透过率T_绝：

T_绝＝R_内/R_总(5)；

步骤八、测量结束。