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

　　ICS 27. 160 F 01

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　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

　　Testmethodsofsolartransmittanceand solar

　　absorptanceofmaterialsby spectrophotometer

　　2011-01-10发布 2011-04-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T25968—2010

　　前 言

　　本标准的附录 A 为规范性附录 。

　　本标准由全国能源基础与管理标准化技术委员会 、全国太阳能标准化技术委员会提出 。

　　本标准由全国太阳能标准化技术委员会归 口 。

　　本标准负责起草单位 :北京清华阳光能源开发有限责任公司 、清华大学 、中国标准化研究院 、湖北省产品质量监督检验研究院 、国家太阳能热水器质量监督检验中心(北京) 、中国计量科学研究院 、北京卫星制造厂 、北京天普太阳能有限公司 、江苏华扬太阳能有限公司 、山东桑乐太阳能有限公司 、江苏太阳雨太阳能有限公司 、山东力诺新材料有限公司 、皇明太阳能集团有限公司 、湖北华扬太阳能集团有限公司 。

　　本标准主要起草人 :殷志强 、周小雯 、贾铁鹰 、那鸿悦 、王煜 、张晓黎 、何涛 、于学德 、黄永伟 、高靖平 、徐新建 、李业博 、王智建 、黄永定 。

　　Ⅰ

　　GB/T25968—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

　　1 范围

　　本标准规定了全玻璃真空太阳集热管的罩玻璃管太阳透射比和选择性吸收涂层太阳吸收比的测量仪器和试验方法 。

　　本标准适用于太阳能应用材料与元件 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 。凡是注 日期的引用文件 ,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准 ,然而 ,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本适用于本标准 。

　　GB/T 12936 太阳能热利用术语

　　GB/T 17049 全玻璃真空太阳集热管

　　ISO 9806-1 太阳能集热器检测方法 第 1部分 :玻璃面集热器热性能及压降的测定

　　3 术语和定义

　　GB/T 12936确立的及下列术语和定义适用于本标准 。

　　3. 1

　　单色透射比 monochromatic transmittance

　　τλ

　　单一波长λ处 ,面元透射与入射光的功率之比 。

　　3. 2

　　太阳透射比 solartransmittance

　　τs

　　面元透射与入射的太阳辐射功率之比 。

　　3. 3

　　单色反射比 monochromaticreflectance

　　ρλ

　　单一波长λ处 ,面元反射与入射光的功率之比 。

　　3. 4

　　太阳反射比 solarreflectance

　　ρs

　　面元反射与入射的太阳辐射功率之比 。

　　3. 5

　　太阳吸收比 solarabsorptance

　　αs

　　面元吸收与入射的太阳辐射功率之比 。

　　3. 6

　　大气质量 1. 5 airmass 1. 5

　　AM1. 5

　　太阳高度角为 41. 8°时的大气质量数 ,太阳透射比与太阳吸收比均按 AM1. 5计算 。

　　1

　　GB/T25968—2010

　　4 符号及单位

　　τλ 单色透射比 ,无量纲 ;

　　τs 太阳透射比 ,无量纲 ;

　　ρλ 单色反射比 ,无量纲 ;

　　ρs 太阳反射比 ,无量纲 ;

　　αs 太阳吸收比 ,无量纲 ;

　　λ 波长 ,μm;

　　Δλi 波长间隔 ,Δλi

　　Es (λi) 在波长 λi 处的太阳辐射单色辐照度 ,W/(m2 · μm) ;

　　n 在波长 0. 3 μm~ 2. 5 μm 范围内的测试点数目 。

　　5 测量仪器及要求

　　5. 1 太阳透射比的测量仪器

　　本标准规定用分光光度计测定材料的太阳光谱透射比 。

　　5. 2 太阳反射比的测量仪器

　　本标准规定用分光光度计测定材料的太阳光谱反射比 。

　　5. 3 对分光光度计的要求

　　a) 光谱范围应满足 :0. 3 μm~ 2. 5 μm;

　　b) 波长准确度 :紫外 、可见光 ±0. 5 nm ,近红外 ±0. 8 nm;

　　c) 波长重复性 :紫外 、可见光 ±0. 2 nm ,近红外 ±0. 32 nm;

　　d) 100%线的平直性 :允许为 ±1% , ±5%(λ≥2. 0 μm) 。

　　5. 4 分光光度计积分球附件

　　分在仪器体内和体外两种 ,在体外的积分球 ,用于测量全玻璃真空太阳集热管成品的吸收涂层 ;其中还包括光电倍增管和光敏探测器 。

　　分光光度计的积分球附件示意图如图 1所示 。

　　2

　　1— 标准白板 ;

　　2— 标准白板 ;

　　3— 待测试样 ;

　　

　　4— 光电倍增管 ;

　　5— 光敏探测器 ;

　　6— 积分球 ;

　　

　　S— 试样光束 ;

　　R— 参考光束 。

　　图 1 积分球附件构成图

　　GB/T25968—2010

　　6 测试方法与计算

　　6. 1 光谱透射比测量与太阳透射比计算

　　6. 1. 1 光谱透射比测量

　　符合 GB/T 17049的全玻璃真空太阳集热管的罩玻璃管太阳透射比(AM1. 5)是在光束近于垂直的条件下 ,使用具有积分球的分光光度计在波长范围 0. 3 μm~ 2. 5 μm 内分别测量凸与凹两个方向罩玻璃管的光谱透射比 ,再分别对 AM1. 5计算确定它们的太阳透射比 ,取平均值表示全玻璃真空太阳集热管的罩玻璃管太阳透射比 ,其平均值取小数点后两位有效数字 。

　　6. 1. 2 试样的制备

　　根据不同类型的分光光度计 ,制备的待测试样能满足测试要求 。

　　6. 1. 3 测试前仪器的调试

　　首先开启仪器 ,然后按仪器使用说明书及操作规程对仪器进行检查和调试 ,在确认仪器处于正常状态后方可进行测试 。

　　6. 1. 4 测试

　　将试样置于积分球入射光孔处 ,然后进行 0. 3 μm~ 2. 5 μm 波长范围内透射比扫描 ,得出试样的透射比与波长关系的数据 。

　　6. 1. 5 太阳透射比计算

　　试样的太阳透射比计算如式(1) :

　　…………………………( 1 )

　　式中 :

　　τ(λi) — 在波长 λi 处 ,试样的太阳透射比 ;

　　n— 太阳光谱辐射的等能量间隔 ,99个份额 ;

　　Es (λi)Δλi— 大气质量 AM1. 5,在 0. 3 μm~ 2. 5 μm 波长范围内 ,等能量间隔的波长中值为 λi 所对应的波长间隔内的太阳光谱辐照度 。

　　根据太阳反射比的计算公式编制测量程序软件 ,其大气质量为 AM1. 5 的太阳光谱辐射的 99个等能量间隔所对应的波长见附录 A,将式(1)改写为式(2) :

　　( 2 )

　　根据计算式(2) ,用计算机算出太阳透射比 τs 的结果 。

　　6. 2 光谱反射比测量与太阳吸收比计算

　　6. 2. 1 光谱反射比测量

　　选择性吸收涂层的太阳吸收比(AM1. 5) 是在 8°/d的几何条件下 ,对全玻璃真空太阳集热管的太阳选择性吸收涂层 ,使用具有积分球的分光光度计在波长范围 0. 3 μm~ 2. 5 μm 内分别测量离全玻璃真空太阳集热管开口端 150 mm 和集热管的管长 1/2处的太阳选择性吸收涂层的光谱反射比 ,再分别对 AM1. 5计算确定它们的太阳吸收比 ,取两处的平均值表示全玻璃真空太阳集热管内太阳选择性吸收涂层的太阳吸收比 ,其平均值取小数点后两位有效数字 。

　　6. 2. 2 试样的制备

　　6. 2. 2. 1 根据不同类型的分光光度计 ,制备的待测试样应能满足测试要求 ,必要时还要制备满足测试要求的试样夹持工件 。

　　3

　　GB/T25968—2010

　　6. 2. 2. 2 在金属片上制备选择性吸收涂层 ,用于金属吸热体 。

　　6. 2. 2. 3 使用生物医用载玻片 ,粘挂在将镀膜的内玻璃管上 ,制备选择性吸收涂层 ,用于太阳吸收比测试的比对 ,不作为全玻璃真空太阳集热管产品的光热性能指标 。

　　6. 2. 3 测试前仪器的调试

　　首先开启仪器 ,然后按仪器使用说明书及操作规程对仪器进行检查和调试 ,在确认仪器处于正常状态后方可进行测试 。

　　6. 2. 4 测试

　　首先将积分球试样孔处的标准白板取下 ,放置待测试样 ,然后进行 0. 3 μm~ 2. 5 μm 波长范围内相对于标准白板的反射比扫描 ,得出试样的反射比与波长关系的数据 。

　　6. 2. 5 太阳反射比计算

　　试样的太阳反射比计算如式(3) :

　　…………………………( 3 )

　　式中 :

　　ρ0 (λi) — 在波长 λi 处 ,标准白板的光谱反射比 ;

　　ρ(λi) — 在波长 λi 处 ,试样相对于标准白板的光谱反射比 ;

　　n— 太阳光谱辐射的等能量间隔 ,99个份额 ;

　　Es (λi)Δλi— 在 0. 3 μm~ 2. 5 μm 范围内大气质量 AM1. 5 的太阳光谱辐照度 。

　　根据太阳反射比的计算公式编制测量程序软件 ,其大气质量为 AM1. 5 的太阳光谱辐射的 99个等能量间隔所对应的波长见附录 A,将式(3)改写为式(4) :

　　根据式(4) ,用计算机算出太阳反射比 ρs。

　　对于不透明的涂层材料 ,太阳吸收比即是 αs=1-ρs,根据式(5) ,太阳吸收比 αs 的结果 :

　　4

　　GB/T25968—2010

　　附 录 A

　　(规范性附录)

　　100个等能量间隔的半球向太阳光谱辐照度

　　依据 ISO 9806-1,在波长范围 0. 3 μm~ 2. 5 μm 内 , 大气质量 AM1. 5,半球太阳光谱辐射的 99个等能量间隔的相应波长如表 A. 1所示 。

　　表 A. 1 100个等能量间隔的半球向太阳光谱辐照度(源于 ISO 9845)

　　%

　　λK μm

　　%

　　λK μm

　　%

　　λK μm

　　%

　　λK μm

　　0. 50

　　0. 332 6

　　25. 50

　　0. 545 3

　　50. 50

　　0. 726 9

　　75. 50

　　1. 030 5

　　1. 50

　　0. 355 0

　　26. 50

　　0. 551 7

　　51. 50

　　0. 735 7

　　76. 50

　　1. 0440

　　2. 50

　　0. 372 3

　　27. 50

　　0. 5582

　　52. 50

　　0. 744 3

　　77. 50

　　1. 059 8

　　3. 50

　　0. 386 5

　　28. 50

　　0. 564 8

　　53. 50

　　0. 752 6

　　78. 50

　　1. 076 2

　　4. 50

　　0. 398 7

　　29. 50

　　0. 571 4

　　54. 50

　　0. 762 2

　　79. 50

　　1. 095 2

　　5. 50

　　0. 408 1

　　30. 50

　　0. 578 3

　　55. 50

　　0. 772 6

　　80. 50

　　1. 135 0

　　6. 50

　　0. 4168

　　31. 50

　　0. 585 2

　　56. 50

　　0. 781 8

　　81. 50

　　1. 171 1

　　7. 50

　　0. 425 6

　　32. 50

　　0. 592 1

　　57. 50

　　0. 790 9

　　82. 50

　　1. 194 6

　　8. 50

　　0. 434 2

　　33. 50

　　0. 599 0

　　58. 50

　　0. 799 9

　　83. 50

　　1. 2168

　　9. 50

　　0. 442 2

　　34. 50

　　0. 606 0

　　59. 50

　　0. 810 2

　　84. 50

　　1. 239 0

　　10. 50

　　0. 449 3

　　35. 50

　　0. 612 9

　　60. 50

　　0. 821 4

　　85. 50

　　1. 261 4

　　11. 50

　　0. 455 7

　　36. 50

　　0. 619 7

　　61. 50

　　0. 833 1

　　86. 50

　　1. 283 7

　　12. 50

　　0. 462 1

　　37. 50

　　0. 626 6

　　62. 50

　　0. 843 6

　　87. 50

　　1. 311 7

　　13. 50

　　0. 4684

　　38. 50

　　0. 633 5

　　63. 50

　　0. 8540

　　88. 50

　　1. 453 5

　　14. 50

　　0. 474 6

　　39. 50

　　0. 640 5

　　64. 50

　　0. 864 3

　　89. 50

　　1. 518 9

　　15. 50

　　0. 480 9

　　40. 50

　　0. 647 5

　　65. 50

　　0. 8748

　　90. 50

　　1. 556 0

　　16. 50

　　0. 4872

　　41. 50

　　0. 654 6

　　66. 50

　　0. 886 0

　　91. 50

　　1. 565 4

　　17. 50

　　0. 493 6

　　42. 50

　　0. 661 7

　　67. 50

　　0. 897 9

　　92. 50

　　1. 637 5

　　18. 50

　　0. 500 1

　　43. 50

　　0. 6688

　　68. 50

　　0. 910 7

　　93. 50

　　1. 681 4

　　19. 50

　　0. 506 5

　　44. 50

　　0. 676 6

　　69. 50

　　0. 925 2

　　94. 50

　　1. 732 4

　　20. 50

　　0. 512 9

　　45. 50

　　0. 684 6

　　70. 50

　　0. 952 6

　　95. 50

　　1. 9764

　　21. 50

　　0. 5194

　　46. 50

　　0. 692 6

　　71. 50

　　0. 973 2

　　96. 50

　　2. 116 7

　　22. 50

　　0. 525 9

　　47. 50

　　0. 700 7

　　72. 50

　　0. 988 6

　　97. 50

　　2. 247 1

　　23. 50

　　0. 532 4

　　48. 50

　　0. 708 9

　　73. 50

　　1. 002 7

　　98. 50

　　2. 4182

　　24. 50

　　0. 5388

　　49. 50

　　0. 717 5

　　74. 50

　　1. 016 6

　　注 1: %是太阳辐照从波长 0 到 λK 的部分 ,λK 是等能量间隔的波长中值 。该值相对于太阳辐射(AM1. 5) 到一个平面 ,其倾角为 37°,面向赤道和一个 5. 8°的视场角(地面反射比为 0. 2) 。

　　注 2: 具有积分球的紫 外-可 见-近 红 外 分 光 光 度 计 , 在 波 长 范 围 0. 3 μm ~ 2. 5 μm 内 测 量 光 谱 透 射 比 与 反 射比 。— 编者按

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　　GB/T25968—2010

　　参 考 文 献

　　[1] GB 3102. 6 光及有关电磁辐射的量和单位

　　[2] GB/T 13639 工业过程测量和控制系统用模拟输入数字式指示仪

　　[3] ISO 9845-1: 1992(E) Solar energy—Reference solar spectral irradiance at the ground at differentreceiving conditions—Part1:Direct normal and hemispherical solar irradiance for air mass 1,5

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