[發明專利]基于脈管制冷機的面源黑體輻射源

有效

• 申請號: 201210300695.6
• 申請日: 2012-08-23
• 公開（公告）號: CN102809435A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 戴景民;王強;張清森
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高媛

技術領域

本發明涉及一種標定紅外熱像儀或紅外輻射測溫儀的裝置，具體涉及一種用于標定紅外熱像儀或紅外輻射測溫儀的面源黑體輻射源。

背景技術

目前，紅外熱像儀或紅外輻射測溫儀已經從航天、航空以及國防運用到國民經濟各個領域。標定紅外熱像儀或紅外輻射測溫儀需要性能良好的黑體輻射源，但是，現有的黑體輻射源不能對紅外熱像儀或紅外輻射測溫儀在243K以下溫度進行標定，如此，嚴重阻礙了紅外熱像儀或紅外輻射測溫儀的應用領域的拓展。

發明內容

本發明的目的是為解決現有的黑體輻射源不能對紅外熱像儀或紅外輻射測溫儀在243K以下溫度進行標定的問題，進而提供一種基于脈管制冷機的面源黑體輻射源。

本發明為解決上述問題采取的技術方案是：本發明的基于脈管制冷機的面源黑體輻射源包括脈管制冷機和黑體，所述面源黑體輻射源還包括加熱膜、均溫盤、真空室、真空裝置、支撐件和多個溫度傳感器，所述黑體為圓盤形，真空室內由上至下依次設置有黑體、加熱膜和均溫盤，且黑體和均溫盤同軸設置，加熱膜貼靠在黑體的與均溫盤相鄰的表面上，所述脈管制冷機的冷頭的端部穿過真空室的底板與均溫盤連接，真空室的底板的上表面連接有支撐件，黑體和均溫盤通過支撐件支撐，黑體的外圓周側壁上設置有多個溫度傳感器，真空室與真空裝置可拆卸連接。

本發明的有益效果是：

一、本發明的脈管制冷機以恒定功率通過冷頭輸出制冷量到達均溫板上，通過加熱膜調控黑體上的熱量穩定均勻分布，通過溫度控制器測定黑體的溫度，為了實現在低溫下的黑體輻射，本發明將黑體置于一個真空室內，在制冷黑體及保持黑體均溫的過程中，為防止水汽的產生，影響黑體的的正常工作，利用真空裝置抽吸真空室，使真空室(真空度為0.1Pa-0.13Pa)保持干燥，能實現黑體在100K-450K任意溫度的發射，以滿足黑體的正常運行以及對紅外熱像儀或紅外輻射測溫儀在低溫下進行標定。

二、本發明的面源黑體輻射源的工作溫度范圍能達到100K～450K；溫度控制精度達到±0.1K；溫度控制穩定性達到±0.1K；溫度均勻性達到±0.1K；本發明的黑體輻射源的發射率≥0.90。利用本發明的面源黑體輻射源能有效地對紅外熱像儀或紅外輻射測溫儀在低溫下進行標定。

三、本發明結構簡單設計合理，溫控穩定性好，降溫速率快。

附圖說明

圖1是本發明的整體結構俯視圖，圖2是圖1的A-A剖視圖，圖3是圖1的B-B剖視圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結合圖1-圖3說明本實施方式，本實施方式的基于脈管制冷機的面源黑體輻射源包括脈管制冷機1和黑體5，所述面源黑體輻射源還包括加熱膜4、均溫盤3、真空室2、真空裝置7、支撐件8和多個溫度傳感器6，所述黑體5為圓盤形，真空室2內由上至下依次設置有黑體5、加熱膜4和均溫盤3，且黑體5和均溫盤3同軸設置，加熱膜4貼靠在黑體5的與均溫盤3相鄰的表面上，所述脈管制冷機1的冷頭1-1的端部穿過真空室2的底板與均溫盤3連接，真空室2的底板的上表面連接有支撐件8，黑體5和均溫盤3通過支撐件8支撐，黑體5的外圓周側壁上設置有多個溫度傳感器6，真空室2與真空裝置7可拆卸連接。

本實施方式的真空室的與黑體的上表面相對的蓋板上開設有窗口，便于黑體發射并標定紅外熱像儀或紅外輻射測溫儀用。

具體實施方式二：結合圖2和圖3說明本實施方式，本實施方式的黑體5的上表面具有多圈凹槽5-1。本實施方式的上表面也即為黑體的輻射面，如此設置，提高了黑體輻射源的發射率，發射率大于0.91。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：結合圖2和圖3說明本實施方式，本實施方式所述多圈凹槽5-1均為同心的環狀V形槽。如此設置，極大地提高了黑體輻射源的發射率，發射率大于0.96。其它與具體實施方式二相同。

具體實施方式四：結合圖2說明本實施方式，本實施方式所述溫度傳感器6為鉑熱電阻溫度傳感器。如此設置，測溫范圍寬，滿足設計要求和實際需要。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式五：結合圖2說明本實施方式，本實施方式所述溫度傳感器6的數量為2個或4個。如此設置，測溫準確可靠，滿足設計要求和實際需要。其它與具體實施方式一或四相同。

具體實施方式六：結合圖3說明本實施方式，本實施方式所述支撐件8為由環氧玻璃鋼制成的支撐件。如此設置，熱導率較低，強度高，滿足設計要求和實際需要。其它與具體實施方式一或二相同。