[發明專利]一種面輻射源黑體

無效

• 申請號: 201410136995.4
• 申請日: 2014-04-08
• 公開（公告）號: CN103954365A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 閔志宇;李艷;戴建廣;李龍星;沈俊芳;康莉;石念峰;王國強;方世杰
• 申請（專利權）人: 洛陽理工學院
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 苗強

技術領域

本發明涉及一種用于對紅外測溫、紅外成像等各種形式的輻射探測器進行標定的黑體，尤其是涉及一種面輻射源黑體。

背景技術

一切溫度高于絕對溫度（-273℃）的物體都在不停地向周圍空間發出紅外輻射能量，物體的紅外輻射特性、輻射能量的大小和波長的分布與它的表面溫度有著十分密切的關系。因此通過測量物體自身輻射的紅外能量，便能準確地測定它的表面溫度，這是紅外輻射測溫所依據的客觀基礎。

黑體是一種理想物體，它的發射率和吸收率都為1，即能在任何溫度下全部吸收所有波長的輻射，并能最大限度地發出輻射。在現實中并不存在理想的黑體。但可以用某種裝置近似地代替黑體。

一個帶有小孔的密閉空腔，并且小孔相對于空腔足夠小，不會妨礙空腔內的平衡。在溫度T下，空腔壁也跟其他固體一樣，不斷輻射電磁波，腔內形成一輻射場，經過一定時間，腔內的輻射場與腔壁達到了熱平衡。這時平衡輻射的性質只依賴于溫度，與腔壁的其他性質無關。由于小孔是腔上的一部分，也處于同樣的溫度，因此，小孔的輻射性質就代表了空腔內的輻射性質。這個小孔的輻射可以看做是黑體輻射，它的發射率非常接近1，這樣的空腔被稱為黑體空腔。可以將空腔上的小孔近似地看成黑體。黑體受熱以電磁波的形式向外輻射能量，是一種理想的輻射源，被稱為黑體輻射源。

黑體輻射的輻射光譜中不同輻射亮度可用來標定溫度，在實際應用中，把黑體輻射源用于對紅外測溫、紅外成像等各種形式的輻射探測器進行標定。黑體輻射源近幾十年來隨著紅外測溫技術的發展而取得了飛速的發展，溫度均勻性是黑體輻射源的重要指標之一，是黑體輻射源設計的重要方面。

傳統的黑體空腔一般都被制成具有簡單幾何形狀的腔體，但是簡單的黑體空腔往往開口較小，適用于中、高溫條件下工作，為了滿足中低溫條件下工作的要求，人們將輻射源表面做成復雜的表面（如環形V型槽和蜂窩狀表面），稱為面輻射源，這樣的黑體被稱做面輻射源黑體。

現有技術中，面輻射源黑體主要通過加熱絲或加熱棒進行加熱，加熱過程中通過風冷或水冷進行降溫，以實現面輻射源在一個相對恒定的溫度下進行工作。但是這種加熱及冷卻的方式無法在低溫下做到室溫以下，且降溫時間長，并且導致加熱的面均勻性不好。另外，現有面輻射源黑體大多數是控制部分與輻射源為相對獨立的部件，中間需要通過電纜連接，移動比較麻煩。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種面輻射源黑體，可以將面輻射源溫度降到比室溫低10℃的低溫，并且本發明控制部分與面輻射源共同設置在同一個殼體內，成一體化結構，結構緊湊，體積小，便于攜帶移動。

本發明為了解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種面輻射源黑體，包括黑體輻射面組件、數顯溫控儀、為黑體輻射面組件及數顯溫控儀供電的電源模塊以及接受數顯溫控儀的指令進行通斷的繼電器組，所述的黑體輻射面組件包括輻射面、半導體制冷片組、散熱系統以及熱電偶，半導體制冷片組夾在輻射面和散熱系統之間，用于檢測輻射面溫度的熱電偶與數顯溫控儀相連接，所述的半導體制冷片組通過由數顯溫控儀控制的繼電器組與電源模塊連接，并藉由繼電器組的通斷切換施加在半導體制冷片組上的電流方向。

進一步地，所述的散熱系統包括散熱器和風扇，所述的風扇與電源模塊連接。

進一步地，所述的繼電器組包括第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器和第四繼電器，其中第一繼電器和第四繼電器的控制端與數顯溫控儀的一對溫控輸出接線腳連接，第二繼電器和第三繼電器的控制端與數顯溫控儀的另外一對溫控輸出接線腳連接，所述半導體制冷片組的一側引線通過第一繼電器和第三繼電器分別連接至電源模塊輸出端的正極和負極，半導體制冷片組的另一側引線通過第二繼電器和第四繼電器分別連接至電源模塊輸出端的正極和負極。

進一步地，所述的第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器和第四繼電器均為固態繼電器。

進一步地，所述電源模塊輸出電壓為24V。

進一步地，所述的半導體制冷片組中設有四片呈田字形排列的半導體制冷片，所述的熱電偶設置在四片半導體制冷片的交界處。

進一步地，所述的四片半導體制冷片兩個一組，分別串聯后，兩組之間并聯連接。

進一步地，還包括一個殼體，所述的黑體輻射面組件、數顯溫控儀、電源模塊、以及繼電器組均設置在殼體內。

本發明的有益效果是：