电加热辐射器电磁转换效率测试

红外辐射加热器的电磁转换效率（η）是指其将输入的电能（P_{\text{in}}Pin）转化为有效红外辐射能量（P_{\text{out}}Pout）的比例，计算公式为：

η = \frac{P_{\text{out}}}{P_{\text{in}}} \times 100\%η=PinPout×

核心关注点：

有效红外辐射：波长范围通常在 0.75~1000 μm，具体取决于加热器类型（近红外、中红外、远红外）；

能量损耗：包括热传导、对流散热及无效波段的电磁辐射。

功率计：测量输入电压（V_{\text{in}}Vin）和电流（I_{\text{in}}Iin），计算输入功率（）；

红外辐射计/光谱仪：测量加热器输出的红外辐射功率（），常用设备包括：

傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）：分析辐射波长分布；

热释电辐射计：直接测量总辐射功率；

黑体辐射源：校准红外测量设备的基准；

恒温环境仓：控制环境温度（如25°C±1°C），减少外界热干扰；

反射率测试装置（可选）：评估加热器表面反射损耗。

连接加热器至稳压电源，确保输入电压稳定；

使用功率计测量输入电压（V_{\text{in}}Vin）和电流（I_{\text{in}}Iin），计算P_{\text{in}}Pin；

注意：对于交流电源，需考虑功率因数（）。

校准设备：使用黑体辐射源校准红外辐射计或光谱仪；

布置测试环境：

将加热器置于恒温仓内，避免空气对流干扰；

加热器与辐射计之间保持固定距离（如1米），确保辐射完全覆盖探测器；

测量总辐射功率：

使用辐射计直接读取P_{\text{out}}Pout（单位：W/m²），结合辐射面积计算总功率；

或通过FTIR光谱仪获取辐射光谱，积分目标波长范围内的能量（如2~20 μm）。

η = \frac{P_{\text{out}}}{P_{\text{in}}} \times 100\%η=PinPout×

修正项：

若存在反射或透射损耗，需测量加热器表面反射率（）并修正公式：

η_{\text{实际}} = \frac{P_{\text{out}}}{P_{\text{in}} \times (1-R)}η实际=Pin×(1−R)Pout

波长分布：

近红外（0.75~1.4 μm）、中红外（1.4~3 μm）、远红外（3~1000 μm）；

需匹配目标加热物的吸收特性（如人体适宜远红外4~14 μm）。

辐射发射率：表面材料的红外发射率（通常要求≥0.85，参考标准ASTM E423）；

热响应时间：从启动到稳定辐射的时长，影响瞬时效率；

温升均匀性：红外辐射场温度分布的一致性（通过热成像仪检测）。

guojibiaozhun：

IEC 60335-2-30：家用加热器的安全与性能要求；

ASTM E1933：红外辐射加热器效率测试方法；

行业实践：

工业加热器效率通常要求≥70%（高发射率涂层+优化结构）；

家用红外取暖器需符合能效等级（如欧盟ERP指令）。

环境控制：

恒温恒湿环境（避免水汽吸收红外辐射）；

屏蔽外界光源（防止干扰辐射计读数）。

设备校准：

定期用黑体辐射源校准红外测量设备；

功率计需通过标准电阻/电压源校准。

热损耗补偿：

测量加热器外壳温度，计算传导/对流热损耗（）；

总效率修正：η_{\text{总}} = \frac{P_{\text{out}} + P_{\text{loss}}}{P_{\text{in}}}η总=PinPout+Ploss（若需评估整体能效）。

工业烘干设备：测试远红外辐射（5~15 μm）的穿透能力与加热效率；

家用红外取暖器：验证是否符合能效等级（如30%辐射效率+低对流损耗）；

医疗理疗设备：检测特定波长（如9.3 μm）的辐射强度与安全性。