UV-3600分光光度计测量太阳能用玻璃的透射比研究

2013-09-13尧克光宋凯莫根茂贾晨辉

太阳能 2013年18期

■ 尧克光宋凯莫根茂贾晨辉

一引言

随着化石能源全球日益紧缺及气候变化的压力逐渐增大，太阳能、风能等可再生能源的开发及利用受到世界各国政府的重视，在这些可再生能源中，太阳能的开发与利用得到较好的发展。太阳能光热行业在过去的几十年中得到很大的发展，对于光热行业不论是真空管还是平板集热器，玻璃的透射比对于太阳能热利用产品相当重要，如果真空管罩玻璃和平板盖板玻璃的透射比不高，将影响太阳能热水器及热水系统的性能。

本文介绍利用UV-3600分光光度计测量玻璃太阳透射比，参照GB/T 25968-2010《分光光度计测量材料的太阳透射比和太阳吸收比试验方法》进行测试，通过大量试验发现，对平板压花盖玻璃太阳透射比测量时，需要调整光路测量才能得到较为准确的结果。

二实验

在大量的实验中，选出较典型的3组样品，样品分别为镀减反膜罩玻璃(高硼硅玻璃)、普通真空管玻璃(高硼硅玻璃)、平板压纹玻璃(超白玻璃）。检测设备为日本岛津UV-3600，积分球直径为150mm，白板为BaSO4。实验步骤：(1)首先基线扫描，然后不放样品，直接测空气的透射曲线；(2)将3组样品分别放在样品光路测试窗口，测量样品的透射与反射；(3)将样品光路(S)和参比光路(R)对调，然后将样品放到样品光路测试窗口，测量样品的透射比。

三结果与讨论

1 积分球光路图

如图1，左侧为积分球形状，右侧为积分球光路图，从积分球光路图中可以看出样品光路和参比光路是形貌。右图左下角的白板是可自由拿下，样品光路的光照在该白板上。

2 不放样品的透射曲线

图2为不放样品的透射曲线，从图中可知，透射曲线在300～2400nm整个测量范围内透射比都在100%附近，基线正常，说明仪器状态良好。

3 在光路测试窗口测量样品的透射与反射

图3为3种玻璃放在样品光路窗口测量得到的透射与反射曲线。由图可知，带减反膜玻璃的透射比为0.96，反射比为0.026；真空管玻璃的透射比为0.913，反射比为0.059。这两种玻璃的透射比与反射比测量值与现实情况吻合，证明用该种方法对这两种玻璃测量是有效的。平板压纹玻璃的透射比为0.831，反射比为0.072，该种玻璃的透射比测量值与玻璃行业中对该种玻璃宣传透射比为0.92相差较远；测得的透射曲线在1900nm附近有一很高的峰，究竟是设备本身造成的还是玻璃本身带来的，为了分清原因，找出问题，先分析光通过这3种玻璃以后的光路情况。

4 光通过玻璃后的情况

图4 用激光笔检查光通过玻璃后情况

用激光笔照出点状激光分别照在这3种玻璃，光通过玻璃后光路情况如图4所示。光通过带减反膜玻璃、普通真空管玻璃时，照在玻璃上的是点光源透过也是点光源，而光照在平板压纹玻璃上透过以后光是发散的，这主要是光通过压纹玻璃时被反射与折射改变了原来的光路。所以在测量带减反膜玻璃、普通真空管玻璃透射时，透过的光能全部照到白板上，这样白板对于测量这两种玻璃的透射比是没有影响的。而测量压纹玻璃透射时，透过的光不能完全照到白板上，有很多光照到积分球内壁上，由于BaSO4白板与积分球内壁上BaSO4加工方式不同，白板的可移动性使得白板上BaSO4与积分球内壁上的BaSO4老化情况不一样，从而使得白板的反射能力与积分球内壁反射能力不同。在扫描基线时光全部照在白板上，而测量压纹玻璃时透过的光很多照在积分球内壁上，扫基线与测量时参考标准不同，从而造成测量的结果有误。由图3可知，1900nm附近有高峰，这主要是BaSO4在白板上吸潮比内壁上严重，扫描基线时将1900nm左右水的吸收峰消除，在测量时该峰对结果产生了影响，所以在1900nm处有一高透射峰。

在测量压纹玻璃时，为了避免白板对测量的影响，在软件中将样品光路与参比光路对调，将压纹玻璃放在对调后的样品光路上测量透射比，因为参比光路的光直接照在积分球的内壁上，这样光通过压纹玻璃后发散光全都照在积分球内壁上，与扫基线时光照的标准物是一样的。