太阳能隔热膜反射率及透射率测试仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种太阳能隔热膜反射率及透射率测试仪，包括：封装机盒及设置在其内部的红外波段光谱发射源、红外反射接收器、红外透射接收器、第一模数转换器、第二模数转换器、微控制器及显示器；红外波段光谱发射源发出的红外光谱信号进入小孔，一部分红外光谱信号被太阳能隔热膜反射至红外反射接收器，然后进入第一模数转换器转换为数字信号，另一部分红外光谱信号透过太阳能隔热膜传输至红外透射接收器，然后进入第二模数转换器转换为数字信号；微控制器根据第一模数转换器、第二模数转换器输出的数字信号生成红外反射率和透射率，并传输至显示器显示红外反射率和透射率。利用本实用新型，可以准确测量太阳能隔热膜的反射率及折射率，并可供用户直观观看。
【专利说明】
太阳能隔热膜反射率及透射率测试仪
技术领域
[0001] 本实用新型是关于光谱强度测试技术，特别是关于一种太阳能隔热膜反射率及透 射率测试仪。
【背景技术】
[0002] 在现代的建筑中，大量的玻璃门窗不仅被用于商业办公楼，也走进了千家万户。普 通的玻璃虽然让需要的可见光能够进入室内，但同时也可以让看不见却会产生大量热量的 红外光进入室内。图1所示是太阳能光谱强度在波长范围280纳米到2500纳米分布图，根据 波长，可以将太阳能光谱分为紫外线1，可见光和红外光。特别是在炎炎夏日，大量的红外线 会使得室内的温度升高，从而增加空调的用电量。为了解决这一问题，太阳能隔热膜应运而 生，它可以让大部分的可见光进入室内，同时阻止大部分的红外光进入室内。
[0003] 现在市场上有种类繁多的太阳能隔热膜，如何鉴别这些隔热膜成为了消费者的一 个难题。有些太阳能隔热膜利用吸光薄膜材料吸收红外光，虽然可以短时间阻止红外光进 入室内，但是当长时间使用时，薄膜温度升高，其对红外光的吸收性能会显著下降。目前比 较先进的太阳能隔热膜采用薄膜对红外光的反射机理来实现阻止红外光进入室内。因此， 如果只测试太阳能隔热膜红外波段的透射率，而不测试红外波段的反射率，就不能充分表 征太阳能隔热膜的性能。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型实施例提供一种太阳能隔热膜反射率及透射率测试仪，以准确测量太 阳能隔热膜的反射率及折射率。
[0005] 为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种太阳能隔热膜反射率及透射率 测试仪，包括:封装机盒及设置在所述封装机盒内部的红外波段光谱发射源、红外反射接收 器、红外透射接收器、第一模数转换器、第二模数转换器、微控制器及显示器;所述封装机盒 的一侧壁上开设有小孔，并且所述封装机盒上设有用于放置太阳能隔热膜的凹槽;其中，
[0006] 所述红外波段光谱发射源、小孔及红外透射接收器位于一条直线上，所述小孔位 于所述红外波段光谱发射源与红外透射接收器之间;所述红外反射接收器连接所述第一模 数转换器;所述红外透射接收器连接所述第二模数转换器;所述微控制器与第一模数转换 器、第二模数转换器及所述显示器分别连接；
[0007] 红外波段光谱发射源发出的红外光谱信号进入所述小孔，一部分红外光谱信号被 所述太阳能隔热膜反射至所述红外反射接收器，然后进入所述第一模数转换器转换为数字 信号，另一部分红外光谱信号透过所述太阳能隔热膜传输至所述红外透射接收器，然后进 入所述第二模数转换器转换为数字信号;所述微控制器根据所述第一模数转换器、第二模 数转换器输出的数字信号生成红外反射率和透射率，并传输至所述显示器显示红外反射率 和透射率。
[0008] -实施例中，所述凹槽被设置为：当所述太阳能隔热膜放置于所述凹槽中时，所述 太阳能隔热膜紧贴所述小孔。
[0009] -实施例中，所述红外反射接收器与所述小孔的连线与水平方向的夹角等于所述 直线与水平方向的夹角。
[0010] -实施例中，所述直线与水平方向的夹角为8度。
[0011] 一实施例中，所述红外波段光谱发射源与红外反射接收器之间的距离为lcm。
[0012] 本实用新型实施例的有益效果在于：
[0013] 利用本实用新型的太阳能隔热膜反射率及透射率测试仪，可以准确测量太阳能隔 热膜的反射率及折射率。
[0014] 利用本实用新型的太阳能隔热膜反射率及透射率测试仪，用户可以直观的观察太 阳能隔热膜的反射率及折射率。
【附图说明】
[0015] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016] 图1所示是太阳能光谱强度在波长范围280纳米到2500纳米分布图；
[0017] 图2为本实用新型实施例的太阳能隔热膜反射率及透射率测试仪的结构示意图；
[0018] 图3为本实用新型实施例中测试仪中各部件之间的相对位置关系示意图；
[0019] 图4为光线入射到介质(太阳能隔热膜)上时的反射和透射示意图。
【具体实施方式】
[0020] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0021] 图2为本实用新型实施例的太阳能隔热膜反射率及透射率测试仪的结构示意图。 如图2所示，该太阳能隔热膜反射率及透射率测试仪包括:封装机盒108及设置在封装机盒 108内部的红外波段光谱发射源101、红外反射接收器102、红外透射接收器103、第一模数转 换器106、第二模数转换器107、微控制器104及显示器105。
[0022]封装机盒108的一侧壁上开设有小孔1081，并且封装机盒108上还设有用于放置太 阳能隔热膜(被测样品）的凹槽1082。
[0023] 红外波段光谱发射源101、小孔1081及红外透射接收器103位于一条直线上，小孔 1081位于红外波段光谱发射源101与红外透射接收器103之间。
[0024]红外反射接收器102连接模数转换器106,红外透射接收器103连接模数转换器 107,模数转换器106及模数转换器107都连接至微控制器104,微控制器104与模数转换器 106及模数转换器107及显示器105分别连接。
[0025] 红外波段光谱发射源101可以通过红外LED(Light emitting diode)灯产生红外 光谱信号，模拟太阳光。红外波段光谱发射源101可以有很多种，一实例中，可以采用的红外 波段光谱发射源的型号为SFH4845,其红外光谱的峰值在940纳米处。
[0026] 红外反射接收器102可以接收太阳能隔热膜反射的红外光谱信号，红外透射接收 器103可以接收透过太阳能隔热膜反射的红外光谱信号。一实施例中，红外反射接收器102 及红外透射接收器103均采用的型号为TSL260R的红外接收器，其在940纳米的响应灵敏度 最高。
[0027] 模数转换器106可以称为红外反射信号模数转换器，模数转换器107可以称为红外 透射信号模数转换器，二者实现的功能完全相同。一实施例中，模数转换器106及模数转换 器107用于将红外光谱信号由模拟信号转为数字信号，可以采用型号为ADC0804的模数转换 器，其分辨率为8位。
[0028]微控制器104用于对模数转换器转换得到数字信号进行处理，计算出红外反射率 和透射率。一实施例中，其可以采用的型号为STC89C51。
[0029] 显示器105用于显示微控制器104计算出的红外反射率和透射率，便于用户测量太 阳能隔热膜的红外反射率和透射率，并能直观观察红外反射率和透射率的数值，为用户选 择太阳能隔热膜提供了便利。显示器105可以采用7段数码管。
[0030] 本实用新型的测试仪集成到封装机盒108中，体积小，便于携带，利于用户在购买 太阳能隔热膜时随身携带。
[0031] 下面详细描述本实用新型的测试仪如何测量太阳能隔热膜的反射率及透射率。 [0032]如图2所示，红外波段光谱发射源101发出的红外光谱信号进入小孔1081，由于设 置于凹槽1082中太阳能隔热膜靠近小孔1081，红外光将发生反射和折射。一部分红外光谱 信号被太阳能隔热膜反射至红外反射接收器102,然后经过模数转换器106转换为数字信 号。另一部分红外光谱信号透过太阳能隔热膜传输至红外透射接收器203,然后经过模数转 换器107转换为数字信号。
[0033]微控制器104根据模数转换器106及模数转换器107输出的数字信号生成红外反射 率和透射率，并传输至显示器105显示红外反射率和透射率。
[0034] 一实施例中，为了使得测量结果更准确，凹槽1082可以被设置为：当所述太阳能隔 热膜放置于所述凹槽中时，太阳能隔热膜110紧贴小孔。
[0035]在一实施例中，红外反射接收器102与小孔的连线与水平方向的夹角a等于所述直 线与水平方向的夹角b，如图2及图3所示，a = b = 0。0的值可以根据具体情况而定，较佳地，0 可以取8度。
[0036]如图3所示，一实例中，红外光波段光谱发射源101和红外反射接收器102之间的距 离可以为1厘米。红外波段发射源101和红外反射接收器102在直线C上，过红外透射接收器 103做直线c的垂线d，交点为e，e到红外波段发射源101的距离设为1.5厘米。根据下述公式 (1)和公式（2)可以计算出封装机盒小孔1081和红外透射接收器103到红外光波段发射源 101和红外反射接收器102所在直线的距离(LdPL2)。
(1) (2；
[0039]图4为光线入射到介质（太阳能隔热膜)上时的反射和透射示意图，如图4所示，当 (3) 入射角为9时，反射率可以按照公式(3)进行计算。
[0041 ]其中，nt是入射物质的折射率;m是入射介质的折射率;9是入射角;〇是折射角。在 本实例中，入射介质是空气，入射角9为8度。同时根据斯涅尔定律，如公式4所示。
[0042] m sin(9)=ntsin(〇) (4)
[0043] 因为nt大于m，所以〇小于9。从而可以得到cos(9)和cos(〇)均大于0.99,小于1。因 此8度入射角时的反射率近似等于零度入射角时的反射率。
[0044] 本实用新型实施例的有益效果在于：
[0045] 利用本实用新型的太阳能隔热膜反射率及透射率测试仪，可以准确测量太阳能隔 热膜的反射率及折射率。
[0046] 利用本实用新型的太阳能隔热膜反射率及透射率测试仪，用户可以直观的观察太 阳能隔热膜的反射率及折射率。
[0047] 本实用新型的测试仪集成到封装机盒108中，体积小，便于携带，利于用户在购买 太阳能隔热膜时随身携带。
[0048]本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以 上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的 一般技术人员，依据本实用新型的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综 上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
【主权项】
1. 一种太阳能隔热膜反射率及透射率测试仪，其特征在于，包括:封装机盒及设置在所 述封装机盒内部的红外波段光谱发射源、红外反射接收器、红外透射接收器、第一模数转换 器、第二模数转换器、微控制器及显示器;所述封装机盒的一侧壁上开设有小孔，并且所述 封装机盒上设有用于放置太阳能隔热膜的凹槽;其中， 所述红外波段光谱发射源、小孔及红外透射接收器位于一条直线上，所述小孔位于所 述红外波段光谱发射源与红外透射接收器之间;所述红外反射接收器连接所述第一模数转 换器;所述红外透射接收器连接所述第二模数转换器;所述微控制器与第一模数转换器、第 二模数转换器及所述显示器分别连接； 红外波段光谱发射源发出的红外光谱信号进入所述小孔，一部分红外光谱信号被所述 太阳能隔热膜反射至所述红外反射接收器，然后进入所述第一模数转换器转换为数字信 号，另一部分红外光谱信号透过所述太阳能隔热膜传输至所述红外透射接收器，然后进入 所述第二模数转换器转换为数字信号;所述微控制器根据所述第一模数转换器、第二模数 转换器输出的数字信号输出红外反射率和透射率，并传输至所述显示器显示红外反射率和 透射率。2. 根据权利要求1所述的太阳能隔热膜反射率及透射率测试仪，其特征在于，所述凹槽 被设置为:当所述太阳能隔热膜放置于所述凹槽中时，所述太阳能隔热膜紧贴所述小孔。3. 根据权利要求1所述的太阳能隔热膜反射率及透射率测试仪，其特征在于，所述红外 反射接收器与所述小孔的连线与水平方向的夹角等于所述直线与水平方向的夹角。4. 根据权利要求3所述的太阳能隔热膜反射率及透射率测试仪，其特征在于，所述直线 与水平方向的夹角为8度。5. 根据权利要求1所述的太阳能隔热膜反射率及透射率测试仪，其特征在于，所述红外 波段光谱发射源与红外反射接收器之间的距离为lcm。
【文档编号】G01N21/55GK205506680SQ201620329410
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】张军
【申请人】大连爱瑞德纳米科技有限公司