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反射隔热涂料半球发射率的检测方法及设备介绍,根据反射隔热涂料半球发射率检测的三种常见方法,总结反射隔热涂料标准中的技术指标,中国机械网,okmao.com
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反射隔热涂料半球发射率的检测方法及设备介绍,根据反射隔热涂料半球发射率检测的三种常见方法,总结反射隔热涂料标准中的技术指标
2019年07月10日    阅读量:122    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

0 引 言

半球发射率是指一个辐射源在半球方向上的辐射出射度与具有同一温度的黑体辐射源的辐射出射度的比值。根据不同的测量原理,半球发射率的测量方法可分为量热法、反射率法、能量法和多波长测量法等多种方法。


高半球发射率的反射隔热涂料能有效降低围护结构综合传热系数,具有显著的隔热降温效果中国机械网okmao.com。徐斌通过参数分析和仿真计算说明了反射隔热涂料的半球发射率提高,可以降低房间的空调负荷,节约大量的电能。


1 半球发射率的检测方法

国内反射隔热涂料的标准众多,按照检测半球发射率的方法不同,可分为三类。

第一类是依据 GJB 2502-1995《卫星热控涂层试验方法》中的稳态量热计法(即方法 310)。我国早期的反射隔热涂料标准,如 GB/T 25261-2010《建筑用反射隔热涂料》,JC/T 1040-2007《建筑外表面用热反射隔热涂料》,JG/T 235-2008《建筑反射隔热涂料》等都采用的是这种国军标的方法。

GJB 2502-1995《卫星热控涂层试验方法》中的稳态量热计法示意图如图 1 所示。

稳态量热计法半球发射率测定装置示意图

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将试样置于真空冷壁中,由外加电功率补偿其热辐射,通过试样与参比试样的温度差别,由公式

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计算出试样的半球发射率。为避免空气的传热和对流作用对测试样品辐射的影响,因此测试装置中必须抽成真空。这导致此类的稳态量热计法测定装置的价格昂贵,使用此方法检测反射隔热涂料的半球发射率的费用也较高。


隔热涂膜玻璃或者玻璃用隔热涂料的半球发射率的检测,可采用第二类方法:它不是直接地测试材料的半球发射率,而是依赖于材料的热辐射反射率以及材料表面系数来间接地计算材料的半球发射率。如 GB/T 2680-1994《建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定》中规定了计算公式:εi=αh·材料表面系数,

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第三类是依据 ASTM C1371-2004《Standard TestMethod for Determination of Emittance of Materials NearRoom Temperature Using Portable Emissometers》。近几年的反射隔热涂料标准,如 HG/T 4341-2012《金属表面用热反射涂料》、G/T 235-2014《建筑反射隔热涂料》,JG/T 375-2012《金属屋面丙烯酸高弹防水涂料》等都是采用这种便携式辐射率仪的方法。

表 1 列出了国内反射隔热涂料的检测标准中测试半球反射率的方法,并且列出了各自规定的技术指标。

反射隔热涂料的检测标准和技术指标

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2 便携式辐射率仪介绍

ASTM C 1371-2004 规定了一种测试半球发射率的便携式辐射率仪法,其示意图如图 2 所示。通过加热探测器内的热电堆,使探测器和试样之间产生温差。该温差与试板的发射率呈线性关系。通过比较高、低发射率标准板与试样表面温差的大小,即可测量出反射隔热涂料的半球发射率。

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辐射率仪示意图

美国 Devices & Services Co.生产的 AE1 型辐射率仪的检测器采用电加热设计,无须加热样品,也不需要测量温度。数字电压表 RD1 是辐射率仪的读数器,通过可调旋钮来设定电压读数和发射率标准体的电压一致。当辐射率仪测量待测样品时,数字电压表就能直接读出发射率,精度为 0.01。RD1-10X 附件能够对电压 10 倍增益,使 RD1 发射率的结果精确到 0.001(见图 3)。


 AE1便携式辐射率仪装置图

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3 半球发射率结果比对

反射隔热涂料的半球发射率不能由人直观地感觉到,因此值得对不同方法进行比对实验,以确定不同方法测得的结果的差异大小。为此准备了 5 种颜色的 8 个样品,分别采用稳态量热计法和便携式辐射率仪法对 8 个样品的半球发射率进行了比对测试,结果如表 2 所示。

稳态量热计法和便携式辐射率仪法测试半球发射率结果比对

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从表 2 中首先能够看出,除了 8 号样品的半球发射率低于0.85,其他颜色的反射隔热涂料涂料的半球发射率都较高。这证实了反射隔热涂料的半球发射率主要取决于材料的化学成分和表面平整度,与材料的颜色深浅关系不大。另外由于金属的半球发射率较低,添加金属粉的涂料不能作为反射隔热涂料使用。


从表 2 也可以看出,辐射率仪法测定的半球发射率的结果比稳态量热计法测定的半球发射率的结果略低,两者的差值不超过 0.02。这说明,辐射率仪法与稳态量热计法的测试结果非常接近,可信度高。


4 结 语

本文介绍了多种反射隔热涂料的半球发射率的检测方法和设备,其中便携式辐射率仪法的设备价格便宜,利于半球发射率检测项目的推广。通过比对实验证明,便携式辐射率仪法测定的半球发射率的结果与稳态量热计法的非常接近。通过对半球发射率的测定,能够进一步探讨树脂和填料的种类及数量等因素对反射隔热涂料的半球发射率的影响,指导研究和技术人员改进反射隔热涂料的配方,生产出高质量的反射隔热涂料,为我国的建筑运营节约更多的能源。



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