性能检测-课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,1,、在线膜层性能测试,2,、实验室膜层性能测试,3,、实验室真空管型式试验,4,、玻璃毛管检验,目 录,1、在线膜层性能测试目 录,1,、在线膜层性能测试,测量仪器：,德国,Optosol,在线快速测量仪,测试项目：,吸收比（,）,发射比（,）,1、在线膜层性能测试,德国,Optosol,在线快速测量仪,测试：吸收比,发射比,德国Optosol在线快速测量仪测试：吸收比,在线快速测量仪测试原理（一）,吸收比光谱模拟：用发光二极管点亮时的光谱模拟太阳光谱，近似于分光光度计的分光效果,第一点,BlueLed,，波长中心,450nm,。,第二点,GreenLed,中心波长在,520nm,。,第三点,RedLed,中心波长在,650nm,。,第四点,IRLed,，中心波长在,900nm,。,第五点用卤素灯光模拟中远红外区太阳能光谱,在线快速测量仪测试原理（一）吸收比光谱模拟：用发光二极管点,吸收比光路：二极管光源点亮时发出的光照射到膜层上反射后，在积分球内壁经过多次反射，照射到探测器上。,在线快速测量仪测试原理（二）,吸收比光路：二极管光源点亮时发出的光照射到膜层上反射后，在,快速测量仪的构成,：,快速测量仪的构成：,发射比,探测器：热敏红外探测器，内装若干热敏电阻、可发出毫伏（,mv,）信号。,温度设定：探测器温度控制在,70,。,测试原理：探测器接收标样和样品在,70,时的红外辐射光谱，转换为电压信号，传输给 控制系统进行数据处理。,在线快速测量仪测试原理（三）,发射比在线快速测量仪测试原理（三）,2,、实验室膜层性能测试,测试项目：吸收比（,）,测量仪器：日本岛津,UV3101PC,型,UVVISNIR,分光光度计,测试项目：发射比（,）,测量仪器,:TJ27030,型,红外分光光度计,2、实验室膜层性能测试测试项目：吸收比（）,日本岛津,UV3101PC,分光光度计,日本岛津UV3101PC分光光度计,实验室膜层性能测试（一）,吸收比测量仪器：,UV3101,型,UVVISNIR,分光光度计、积分球附件。,波长范围：,300nm2600nm,，波长间隔,2.0nm,。,吸收比计算（一）：,用标准铝镜作为镜反射标准，测得样品反射为：,太阳吸收比为：,实验室膜层性能测试（一）吸收比测量仪器：UV3101,吸收比计算,国标,GB/T 170491997,中给出半球太阳光谱辐射的,100,个等能量间隔的相应波长。,对,AM1.5,在波长,300nm2600nm,，可近似认为太阳光能量占全波长范围的总的太阳辐射能量的,0.985,则：,实验室膜层性能测试（二）,吸收比计算实验室膜层性能测试（二）,一、吸收比测试：,当辐射能量投射到物体表面时，会发生吸收、反射、透射现象。由能量守恒定律，有,Q=Q,+Q,+Q,一、吸收比测试：,吸收比：,=Q,/Q,；,反射比：,=Q,/Q,；,透射比：,=Q,/Q,上式可写成：,+=1,对于一定厚度的固体和液体，入射辐射不能透过，即,=0,，有：,+=1,如果投射到物体上的辐射是波长为,的单色光谱辐射，则有：光谱吸收比：,=Q,/Q,光谱反射比：,=Q,/Q,光谱透射比：,=Q,/Q,、,、,都是投射辐射波长的函数，光谱选择性吸收涂层就是根据这一原理来利用的。,吸收比：=Q/Q；反射比：=Q/Q；透射比：=Q,国标中规定太阳吸收比,0.86,（,AM1.5,）,AM,：大气质量的表示符号,大气质量的定义：太阳辐射光线穿过地球大气层的路程与太阳辐射光线垂直方向穿过地球大气层的路线之比,北京地处北纬约,40,，大气质量,AM=1.5,。我们国家在太阳能利用的工程设计和计算大气质量为,1.5,，即,AM1.5,。,国标中规定太阳吸收比0.86（AM1.5）北京地处北纬约,太阳吸收比的测试：,国标中规定：用具有,积分球,的分光光度计在,0.3-2.5um,范围测试膜层的反射比，再对,AM1.5,计算太阳吸收比。,测试仪器：,UV3101PC,分光光度计、德国快速测量仪,UV3101PC,分光光度计的测试是严格按国标要求对吸收比进行测试的。,积分球：一个做为辐射计或光度计使用的空心球，球的内壁涂上一层具有高反射率的漫反射物质（一般用白色的氧化镁、硫酸钡或碳酸钡）。特性：当一束光投射到积分球壁之后，经过多次反射，其内壁各点具有照度相同的特性。具备以上特性的积分球可看作具有相同发光强度的光源。光学测量中正是利用这一重要特性。,太阳吸收比的测试：,性能检测-课件,分光光度计因价格太高无法广泛地用于生产在线检测，因此引进快速测量仪用于生产在线检测。,快速测量仪测试原理：用太阳光谱分段反射比测量的的方法，将太阳光谱波长范围分成若干段，用不同的光源去拟合，如下图：,分光光度计因价格太高无法广泛地用于生产在线检测，因此引进快速,太阳光谱能量分布,：,紫外线（,0.38um,）约占,7%,，可见光（,0.380.78um,）约占,47%,，红外线（,0.78um,）约占,46%,。,太阳辐射光谱及辐照度分布,序号,波长范围,/nm,颜色,中心波长,太阳辐照能量比值（,AM1.5,）,1,380-450,紫,420,0.105,2,450-480,蓝,470,0.05,3,480-550,绿,510,0.11,4,550-640,黄,590,0.13,5,640-780,红,710,0.14,6,780-1100,近红外,I,940,0.29,7,1100-2500,近红外,II,1800,0.175,太阳光谱能量分布：太阳辐射光谱及辐照度分布序号波长范围/nm,1,、快速测量仪将光分成五段：蓝、绿、红、近红外,I,段和近红外,II,段，中心波长分别为：,470nm,，,570nm,，,640nm,，,895nm,，,1300nm,其中蓝、绿、红、近红外,I,段分别用发光二极管,LED,的光谱曲线代替，近红外,II,段选用卤素灯。,2,、测试时发光二极管相继点亮，光源发出的光经样品反射，打到底部的,Si,、,Ge,探测器上，完成测试信号接收，经过仪器程序运算，测试出太阳吸收比值。（备注：,1200nm,前波段用,Si,探测器，,1200nm,后波段用,Ge,探测器）,3,、由以上测试原理决定了积分球的结构：球体内壁为高漫反射体、球体内壁侧面为发光二极管、底部为,Si,、,Ge,探测器。球体外引出的两支线，一支为二极管的电源线，另一支为,Si,、,Ge,探测器信号线。,1、快速测量仪将光分成五段：蓝、绿、红、近红外I段和近红外I,具体测试时要求及注意事项：,快速测量仪吸收比的标定及校准：,标定：高反射标样：反射比,97.0%,（设定值，不可调）,低反射比标样：反射比,0.0%,（设定值，不可调）,灰体标样：,反射比,50.0%,（设定值，可调）,说明：快速测量仪同分光光度计一样，均用相对测量法。,分光光度计：双光路测试，采用样品与白板（高漫反射）对比测量样品反射值，其中引用,Al,标样作为校准样品。,快速测量仪：采用与白板（即白标样高漫反射体）、灰体（,SS,片）空挡（黑环境）对比测试测样品反射值。,快速测量仪为快速测量，为保证测量稳定性及准确性，采用与三个标样对比的测试方法。标定的结果稳定性直接决定着测试的稳定性。,具体测试时要求及注意事项：,快速测量仪最初测试软件及标定样品无,SS,片，测试稳定性差，误差大，后期又做改进引入,SS,片标样。,最初测试应用的是对比测试通用的比较法：,为保证测试结果的准确性及稳定性，后期软件升级，加入,SS,片，,SS,的标定及测试数值直接影响测试结果，后经大量试验调试，总结出影响测试结果的综合因素及校准方法，即为保证测试稳定，对标定结果提出要求，通过对,SS,片的校准来校准测试准确性。,快速测量仪最初测试软件及标定样品无SS片，测试稳定性差，误差,注意事项：,1,、为避免污染积分球内壁，保证测试稳定性，禁止在测试支架上推拉内管，测试完毕及时盖防尘罩。,2,、吸收比测试与发射比测试为两个独立的测试系统，发射或吸收测试一项出现问题时不会影响另一项的测试。,3,、测试结果受样品颜色影响较大，校准用的样片的颜色必须与生产所需测试的 颜色相近，否则测试偏差较大，这就是各线用各线的片进行校准快速测量仪吸收的原因。,4,、,SS,片标定时尽可能固定一个位置，因,SS,的标定值对测试结果的影响最大。,注意事项：,实验室膜层性能测试（三）,发射比测试：,发射比测量仪器：,TJ27030,型,红外分光光度计、镜反射光学附件。,波长范围：,2.5um25um,，波长间隔,0.25um,。,发射比计算（一）：,处于热力学平衡状态下的物体的吸收比,等于其发射比,，则：,实验室膜层性能测试（三）发射比测试：,二、发射比测试：,发射比定义：物体的辐射出射度与同温度条件下黑体辐射出射度之比。,黑体：理想物体，对任何波长和任意方向的入射辐射完全吸收的物体，即,=1,。,黑体的特点：,(1),黑体是吸收能力最大的物体，也是发射能力最大的物体，,=1,。,(2),黑体的吸收、发射与方向无关，各个方向上的辐射强度相同，属漫反射。,(3),黑体的辐射规律可以在理论上导出，其发射的能量仅与波长及温度有关。,普朗克定律：表示黑体发射光谱的变化规律。数学表示式：,二、发射比测试：,式中，,Eb,黑体的光谱辐射力；,波长；,T,黑体的绝对温度；,e,自然对数的底；,c1,第一辐射常数；,c2,第二辐射常数；,式中，Eb黑体的光谱辐射力；,由上式可导出出：,维恩位移定律：,m,T=C,2,/4.9651,为常数,说明黑体的峰值波长,m,与温度的关系，随着黑体温度升高，峰值波长向短波方向移动。由此式可算出，黑体温度在,3600k,以下时，其峰值波长都在红外区。,斯蒂芬,玻尔兹曼定律：黑体的辐射出射度与黑体本身的绝对温度的四次方成正比，表达式：,E,b,=T,4,式中：,为斯特藩,玻尔兹曼定律常数；,由上式可导出出：,国标中规定：半球发射比,h,0.080,（,805,）,测试方法：将管置于密封的水冷套内，内管中插入由中心主加热器与两侧补偿加热器组成的加热棒，配置相应的加热装置和测温系统，在准稳态下，直接测量管涂层在,805,时的半球发射比。,发射比的测量方法：稳态量热计法、非稳态量热计法、反射率计法,稳态量热计法：国标规定的测试方法就是稳态量热计法。,原理：,Q,1-2,=A,1,1,（,T,1,4,-T,2,4,）,试样向外辐射的能量用外加电热功率补偿，使其处于热稳定平衡状态，由此得出：,国标中规定：半球发射比h0.080（805）,性能检测-课件,非稳态量热计法：这是我们以前的测试方法,原理：,仪器由样品腔、黑体腔、零点校正腔、感受元件腔、加热系统、数据显示处理系统。,非稳态量热计法：这是我们以前的测试方法,反射率计法：现在用的快速测量仪的测试方法,原理：基尔霍夫定律,在热平衡条件下，表面对黑体辐射的吸收比等于同温度下该表面的发射比，即,=,。,快速测量仪测试原理：热辐射黑体辐射的能量分别投射到标准样品和待测样品的表面上，样品反射的一部分辐射热能被热敏元件接受转成电信号输出，待测样品的反射值通过与高、低标样反射值对比的方法计算，最后根据基尔霍夫定律计算出发射比。,实际测试时，若样品的温度相对标样高，则测试的发射比偏低，就是因为探测器不但接收了样品反射的信号，同时将样品自身辐射的信号也作为反射信号进行数据处理，致使测试的反射比偏高。,反射率计法：现在用的快速测量仪的测试方法,测试注意事项：,1,、高低标样保证及时更换，尤其低标样对测试结果影响较大，若不及时更换，测试的