专利名称：太阳能集热管性能的真空测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能集热管性能的真空测量装置，属于太阳能应用领域。
背景技术：
目前，用于太阳能槽式发电的太阳能集热管由金属管芯、硼硅玻璃外管和弹性封 接部件组成，在管芯和玻璃外管之间抽取真空，防止对流传导散热；金属管芯外表面沉积太 阳能选择性吸收金属陶瓷涂层，高熔点金属作为反射层，不同比例的金属与陶瓷组成传递 层，涂层膜作为减反射层。目前主要有三种涂层膜系MO(W)/Mo(W)-A1203/A1203 ；Mo(W)/ Mo (W)-Si02/Si02 ；和Mo(W)/Mo(W)-A1N/A1N。上述涂层均采用真空磁控溅射技术完成。太 阳能集热管每天要经历200°C -500°C的温度变化，因此金属陶瓷涂层的机械性能和光学性 能的稳定性和持久性是影响太阳能集热管的重要因素。目前测量方法有现场测量和实验室 测量方法。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种太阳能集热管性能的真空 测量装置。该真空测量装置应能测量太阳能集热管的热效率；测量金属管芯选择性吸收涂 层的热循环的机械性能和光学性能；测量不同气氛条件对涂层的性能作用；测量和确定太 阳能集热管的使用寿命。本发明所采用的技术方案是一种太阳能集热管性能的真空测量装置主要包括一 个真空室和一个真空系统；在所述真空室中设有二个陶瓷保温涂层套，陶瓷保温涂层套经 各自的补偿加热带和补偿加热圈支撑一个主加热器，在真空室上还设有热电偶、热电偶组、 微调进气口、红外摄像热分析相机；所述真空系统包括一个分子泵和一个机械泵，分子泵和 预抽阀通过各自的管道连接所述真空室，预抽阀的出口经气镇阀连接机械泵，预抽阀的出 口还经前级阀连接分子泵。所述真空室采用带冷却水腔的双层结构。所述主加热器设置在镀膜不锈钢管中心位置，在镀膜不锈钢管外还设有保温涂层 套，在主加热器与镀膜不锈钢管之间设有加热器支撑环。所述热电偶设置在主加热器的两端的外侧，每端各设有12个热电偶。本发明的有益效果是这种真空测量装置在金属管芯内安装电阻加热器和铜管， 在两端安装辅助加热器和陶瓷保温套，以保证整个集热管加热均勻性，在铜管和金属管芯 内壁之间安装多处热电偶测温。可对长度为4060毫米的集热管进行各种性能测量，当温度 稳定在试验温度时的电阻加热器的使用功率即为集热管的热损失；采用红外摄像仪测量外 层玻璃的温度即可测量集热管的热效率；当进行一定次数的温度200°C -500°C循环后，破 坏外层玻璃，检测太阳能选择性吸收涂层的机械性能和光学性能的变化；使用玻璃外管破 坏的集热管，在大气条件下250°C 300小时加热，再经350°C暴露加热75小时，根据涂层的 机械和光学性能估算太阳能集热管的使用寿命。
图1是一种太阳能集热管性能真空测量装置结构剖视图。图2是图1中的A放大图。图中1、真空室，2、热屏蔽，3、热电偶，4a、主加热器，4b、加热器支撑环，4c、绝热 环，4d、铜导热管，5、镀膜不锈钢管，6a、补偿加热带，6b、补偿加热圈，7、保温涂层套，7a、陶 瓷保温涂层套，8、热电偶组，9、微调进气口，10、观察窗孔，11、红外摄像热分析相机，12、分 子泵，13、预抽阀，14、前级阀，15、气镇阀，16、机械泵。
具体实施例方式图1、2示出了一种太阳能集热管性能真空测量装置的结构。图中，一种太阳能集 热管性能的真空测量装置主要包括一个真空室1和一个真空系统；在真空室1中设有二个 陶瓷保温涂层套7a，陶瓷保温涂层套7a经各自的补偿加热带6a和补偿加热圈6b支撑一个 主加热器4a，在真空室1上还设有热电偶3、热电偶组8、微调进气口 9、红外摄像热分析相 机11 ；真空系统包括一个分子泵12和一个机械泵16，分子泵12和预抽阀13通过各自的管 道连接所述真空室1，预抽阀13的出口经气镇阀15连接机械泵16，预抽阀13的出口还经 前级阀14连接分子泵12。真空室1采用带冷却水腔的双层结构。主加热器4a设置在镀膜不锈钢管5中心 位置，在镀膜不锈钢管5外还设有保温涂层套7，在主加热器4a与镀膜不锈钢管5之间设有 加热器支撑环4b。热电偶3设置在主加热器4a的两端的外侧，每端各设12个热电偶3。上述的真空测量装置可完成测量的实施例为实施例1 测量选择性吸收涂层的热损失将真空室抽真空到太阳能集热管的标准真空度，按设计技术要求安装好所有部 件，加热不同的温度如200°C -600°C，记录各温度条件下的主加热器恒定功率，即为太阳能 集热管的热损失。实施例2 测量选择性吸收涂层的高温下热循环(热震试验)按设定所需的实验热循环的温度制度，测量不同温度循环周次热发射，吸收系数 和结合力和实验测量不同温度循环周次的热损失，观察管芯上涂层机械性能。热的损失变 化状况，评价是损失的的主要来源低的发射往往导致非常复杂的设计，在工作温度下，往往 容易退化。考察耐用性和热稳定性经过测试，与期望的寿命对比(生命时间5-30年)。实施例3 ；为了考察太阳能集热管的寿命和选择性涂层的温度持久性，国际制定 一套400°C以下使用集热管的实验评价标准考察选择性涂层性能和耐久力。通过将吸收涂层暴露在250°C下达200小时，从而测试其服务寿命指标。如果材料 存在，将其继续暴露在300°C 75小时，经过暴露测试，发射率在100°C下进行测量。将真空 室抽真空，然后通过进气口输入空气，按设定规范加热，用试件测量暴露大气条件的使用性 能和寿命。考察管芯的热损失和热效率，建立新的评价体系。
权利要求
一种太阳能集热管性能的真空测量装置，其特征在于它主要包括一个真空室(1)和一个真空系统；在所述真空室(1)中设有二个陶瓷保温涂层套(7a)，陶瓷保温涂层套(7a)经各自的补偿加热带(6a)和补偿加热圈(6b)支撑一个主加热器(4a)，在真空室(1)上还设有热电偶(3)、热电偶组(8)、微调进气口(9)、红外摄像热分析相机(11)；所述真空系统包括一个分子泵(12)和一个机械泵(16)，分子泵(12)和预抽阀(13)通过各自的管道连接所述真空室(1)，预抽阀(13)的出口经气镇阀(15)连接机械泵(16)，预抽阀(13)的出口还经前级阀(14)连接分子泵(12)。
2.据权利要求1所述的太阳能集热管性能的真空测量装置，其特征在于所述真空室 (1)采用带冷却水腔的双层结构。
3.据权利要求1所述的太阳能集热管性能的真空测量装置，其特征在于所述主加热 器(4a)设置在镀膜不锈钢管(5)中心位置，在镀膜不锈钢管(5)外还设有保温涂层套(7)， 在主加热器(4a)与镀膜不锈钢管(5)之间设有加热器支撑环(4b)。
4.据权利要求1所述的太阳能集热管性能的真空测量装置，其特征在于所述热电偶 (3)设置在主加热器(4a)的两端的外侧，每端各设有12个热电偶(3)。
全文摘要
一种太阳能集热管性能的真空测量装置，属于太阳能应用领域。这种真空测量装置在金属管芯内安装电阻加热器和铜管，在两端安装辅助加热器和陶瓷保温套，以保证整个集热管加热均匀性，在铜管和金属管芯内壁之间安装多处热电偶测温。可对长度为4060毫米的集热管进行各种性能测量，当温度稳定在试验温度时的电阻加热器的使用功率即为集热管的热损失；采用红外摄像仪测量外层玻璃的温度即可测量集热管的热效率；当进行一定次数的温度200℃-500℃循环后，破坏外层玻璃，检测太阳能选择性吸收涂层的机械性能和光学性能的变化；使用玻璃外管破坏的集热管，在大气条件下250℃300小时加热，再经350℃暴露加热75小时，根据涂层的机械和光学性能估算太阳能集热管的使用寿命。
文档编号G01N25/20GK101887039SQ20101018797
公开日2010年11月17日 申请日期2010年6月1日 优先权日2010年6月1日
发明者李剑云, 李剑锋, 李国卿, 郭立志 申请人:大连惠泰科技有限公司
