总辐射热流传感器(Total radiant flux sensors)介绍


总辐射热流传感器

  总辐射传感器,全称:总辐射热流传感器,英文名称:Total radiant flux sensors。 
  是用于测量位于总辐射波长范围的电磁波辐射强度(辐射热流密度)的传感器,国际标准单位:w/㎡。 
  总辐射一般是指从可见光波段到中红外波段的电磁波,其波长范围一般在0.3~40μm。[1]在此波长范围内集中了绝大部分的电磁波辐射能量。
  总辐射传感器按照其所响应的波长范围,可以分为: 
  ◆ 太阳总辐射传感器:波长响应范围0.3~3μm;(也称阳光辐射强度传感器,阳光辐射强度热流传感器)[3] 
  ◆ 红外辐射传感器:波长响应范围1~50μm;(也称红外辐射强度传感器,红外辐射热流传感器) 
  ◆ 总辐射传感器:波长响应范围0.3~50μm;(也称总辐射强度传感器,总辐射热流传感器)

原理与结构

  传统的总辐射传感器一般由如下部分构成: 
  ◆ 能量感知元件:一般为涂覆有高吸收率涂层(发射率在0.94以上的黑色涂层)的热流传感器; 
  ◆ 滤波元件:按所需波长范围选择通过的电磁波;常用滤波元件见下表 
  
  透镜材料 %传递(Transmission) 光谱范围(μm)
  Quartz(石英) 90 0.3~3
  Salt() 90 0.3~12
  Sapphire(蓝宝石) 85 0.3~5
  Calcium Fluoride(荧石) 92 0.2~8
  Zinc Selenide(硒化锌) 70 0.6~17

  ◆ 其它辅助元件。 
  如太阳总辐射表的构成为:太阳总辐射表的感应核心由高精度热电堆元件组成,感应元件外镀高稳定性、高吸收率的无机碳膜。感应元件外配精密光学冷加工磨制而成的两层石英玻璃(波长相应范围0.3~3μm)罩以防止环境对其性能的影响。传感器集成有水平基准、可重复利用的干燥器,白色遮光板。

总辐射热流传感器的应用

1、太阳总辐射传感器

  由于太阳发射及传播的能量主要集中在短于4μm波长范围内的辐射,因此用于测量此波长放那位的太阳辐射能量的传感器成为太阳总辐射传感器。 

  太阳总辐射传感器可用来测量光谱范围为0.3~3μm太阳总辐射,如感应面向下可测量反射辐射,也可用来测量入射到斜面上的太阳辐射,如加遮光环可测量散射辐射。 

  广泛应用于气象、太阳能利用、农业、建筑材料老化及大气污染等部门做太阳辐射能量的测量。
2、红外辐射传感器

  用于测量红外波长范围的辐射能量的传感器。根据其相应波长范围又可以分为:近红外传感器、中远红外传感器、远红外传感器等。 

  主要应用包括:各种红外加热器辐射能量的测试,火灾测试,换热器测试等。
3、总辐射传感器

  主要应用包括:火灾测试,发动机燃烧室能量分布测试,锅炉燃烧室能量分布测试、太阳能聚热测试等。

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