[發明專利]一種電替代絕對輻射計

無效

• 申請號: 200810050504.9
• 申請日: 2008-03-18
• 公開（公告）號: CN101246054A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 方偉;王玉鵬;葉新;弓成虎;楊東軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01J5/20
• 分類號: G01J5/20
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所
• 代理人: 王淑秋

技術領域

本發明屬于光學輻射度測量領域，涉及一種電替代絕對輻射計，特別涉及可供地面計量部門使用的光譜儀定標器件和航天遙感儀器上新型內置定標基準源。

背景技術

絕對輻射計的測量原理是利用光電等效性，把照射到絕對輻射計上的未知輻射照度的熱效應同已知電功率(測定加熱電壓和電阻)的熱效應進行比較，使加熱的電功率等效于接收的輻射功率，用電功率再現的方法標定輻射標度。絕對輻射計的主要應用是計量部門作為輻射基準和在航天器上監測太陽總輻照度變化。

目前，絕對輻射計主要是采用雙錐腔電替代補償型，如長春光機所研制的SIARs太陽輻照絕對輻射計，它由一個熱沉及其內部兩個輻射探測器件構成，該兩個輻射探測器為對稱的30°正圓錐腔探測器。其中一個圓錐腔為工作腔，接收光輻射和電功率替代加熱；另一個圓錐腔為參考腔，用于補償熱沉溫漂的影響。熱沉的與工作腔開口相對處設有狹縫和快門。圓錐腔探測器是采用電鍍工藝特殊制作的薄壁銀圓錐腔，腔口直徑為13mm，腔壁內埋入860Ω的康銅電加熱絲，圓錐腔內涂有一層輻射吸收材料涂料。圓錐腔的開口底套進熱電堆環內，熱電堆環由呈輻射狀排列的180對康銅-銅熱電堆構成，熱電堆環外端固定在熱沉上。這種圓錐腔探測器體積大、熱容大，圓錐腔與熱沉之間熱傳導慢，因而輻射計的時間常數長，完成一次測量的時間長(1.5-3min)；加熱絲電阻小，引線電阻影響大，影響輻射計測量精度；熱電堆環靈敏度低，輻射計的最小可探測功率較大。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種體積小、熱容小、輻射探測器件與熱沉之間熱傳導快、加熱絲電阻大、靈敏度高的電替代絕對輻射計。

為解決上述技術問題，本發明的電替代絕對輻射計包括熱沉，狹縫，快門，輻射吸收材料，加熱絲，襯底，熱敏電阻和低熱傳導懸掛系統；所述的襯底選用高熱導率、高絕緣性、低熱容的材料，輻射吸收材料、加熱絲、熱敏電阻分別接觸固定于襯底的表面構成主輻射探測芯片；低熱傳導懸掛系統的一端與熱沉緊密結合；主輻射探測芯片固定于低熱傳導懸掛系統的另一端。

本發明的電替代絕對輻射計將輻射吸收材料、加熱絲、熱敏電阻分別接觸固定于高熱導率、高絕緣性、低熱容的襯底上，熱傳遞迅速，提高了輻射計的靈敏度和響應度。本發明結構簡單、尺寸小、熱容小，主輻射探測芯片與熱沉之間熱傳導快，因而時間常數小、測量周期縮短、測量效率高；加熱絲電阻大，引線電阻可以忽略不計，因而測量精度高；熱敏電阻靈敏度高，輻射計的最小可探測功率較大。

所述的熱沉為內表面呈球形的殼體，外表面為近似正方體形或球形；熱沉的球形內表面拋光或鍍高反射材料；低熱傳導懸掛系統位于熱沉內，其一端與熱沉內表面緊密結合。熱沉的球形內表面能夠將入射光集中輻射到輻射吸收材料上，提高了輻射探測芯片對光輻射的吸收率。

所述的低熱傳導懸掛系統選用絕緣、導熱率低的非金屬材料，進一步減小了輻射計的時間常數。

本發明還包括參考輻射探測芯片；主輻射探測芯片和參考輻射探測芯片對稱放置在低熱傳導懸掛系統一端的兩側。主輻射探測芯片和參考輻射探測芯片上的熱敏電阻作為橋式電路的兩個臂，兩個標準精密電阻作為橋式電路的另兩個臂；主輻射探測芯片上的熱敏電阻和一個標準精密電阻之間的節點與參考輻射探測芯片上的熱敏電阻和另一個標準精密電阻之間的節點之間加一電源。