[發明專利]高精度多模黑體輻射源

有效

• 申請號: 201310367651.X
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN104422520B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 王占濤;劉勇;周軍;王鍇磊
• 申請（專利權）人: 北京航天計量測試技術研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;F25B21/04
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

本發明屬于航空航天熱紅外通道測試標定技術領域，具體涉及一種高精度多模黑體輻射源。兩個Pt1000傳感器分別測量輻射面溫度和目標的背景溫度，黑體輻射源控制器里面的兩路Pt1000信號處理電路將兩個Pt1000傳感器測量的溫度信號分別進行處理運算，送入中心處理器中，中心處理器通過檢測背景溫度和輻射板溫度，與預先設定溫度或溫差進行比較，產生兩路PWM信號PWM1、PWM2，經過光電隔離電路控制黑體驅動電路輸出電流的大小和方向，從而控制流過熱電制冷器的電流和方向，進而控制了熱電制冷器加熱或制冷功率的大小，達到使黑體輻射源輻射體輻射能量穩定在設定值的目的。本發明實現了對黑體輻射面和目標背景溫度的雙通道檢測，滿足了目前紅外探測領域的多種需求。

技術領域

本發明屬于航空航天熱紅外通道測試標定技術領域，具體涉及一種高精度多模黑體輻射源。

背景技術

黑體輻射源作為穩定的目標源，廣泛應用于紅外目標模擬及測試領域，但是同時具備溫差和溫度多種工作模式的高精度黑體輻射源，尚未有專利公開。航空航天領域的紅外成像制導是利用紅外導引頭對包含背景的目標進行成像，形成目標和周圍背景的紅外圖像，利用紅外目標和背景間的熱輻射差及特定目標的形狀，實現自動導引，根據檢索，目前的面源黑體僅局限于單一工作模式，尚不能與目標背景進行差分設置，尚不能工作于溫差模式下，不能滿足目前的紅外探測的需要，其實現形式多采用電阻絲加熱的方式，電加熱絲熱慣性大，不利用高精度控制，并且要工作在高于環境溫度的場合，局限性較大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高精度多模黑體輻射源，滿足當前紅外成像設備的測試需求。

為達到上述目的，本發明所采取的技術方案為：

一種高精度多模黑體輻射源，其包括黑體輻射源輻射體和黑體輻射源控制器，所述黑體輻射源控制器包括中心處理器、光電隔離電路、黑體驅動電路和兩路PT1000信號處理電路；所述黑體輻射源輻射體包括連接器、通風孔、底板、外殼、散熱扇、支柱、散熱片、背板、保溫層、螺釘、前檔板、校準孔、熱電制冷器、發射板、兩個Pt1000傳感器；

在發射板和外殼之間填充保溫層；所述發射板上開有校準孔；PT1000傳感器嵌入到發射板里面，熱電制冷器的熱面與發射板粘接，二者整體鑲嵌到保溫層里面，用螺釘將前檔板、保溫層和背板固定，壓緊熱電制冷器和發射板；散熱片固定到背板上，采用了散熱扇進行主動式風冷散熱，散熱扇通過四個支柱與散熱片連接，外殼上留出通風孔，熱電制冷器的電源線、PT1000傳感器的導線和散熱扇的電源線通過連接器與黑體輻射源控制器連接；

所述兩個Pt1000傳感器分別測量輻射面溫度和目標的背景溫度，黑體輻射源控制器里面的兩路Pt1000信號處理電路將兩個Pt1000傳感器測量的溫度信號分別進行處理運算，送入中心處理器中，中心處理器通過檢測背景溫度和輻射板溫度，與預先設定溫度或溫差進行比較，產生兩路PWM信號PWM1、PWM2，經過光電隔離電路控制黑體驅動電路輸出電流的大小和方向，從而控制流過熱電制冷器的電流和方向，進而控制了熱電制冷器加熱或制冷功率的大小，達到使黑體輻射源輻射體輻射能量穩定在設定值的目的。

所述外殼采用不銹鋼材料。

所述發射板采用紫銅材料，其導熱系數為366W/（m2·K），厚度14mm，尺寸為51mm×51mm，有效輻射面半徑R=25.5mm；發射板的輻射面刻劃細密的三角形溝槽，溝槽的角度為60度，使表面近似漫反射；發射板采用噴砂處理，經過酸洗去污后，在表面噴涂高發射率紅外涂料。

所述保溫層為耐火材料硅酸鋁纖維，其導熱系數為0.02W/（m2·K）。

所述前檔板進行拋光處理。

所述熱電制冷器的熱面通過導熱硅脂與發射板粘接。