[實用新型]黑體輻射源的黑體空腔結構

有效

• 申請號: 201420347221.1
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN204027702U
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 陳式躍;崔志尚;侯小毛;張華勇;陳志德
• 申請（專利權）人: 上海量值測控儀器科技有限公司
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;王晶

技術領域

本實用新型涉及一種標準和精密的檢定或校準設備，特別涉及一種具有新型空腔結構的黑體輻射源。

背景技術

隨著紅外技術和探測器技術的進步，近幾年涌現出大量的低溫輻射溫度計，其最低測量溫度可以達到-80～100℃，從而對它們進行檢定或校準的相應的黑體輻射源也大量增加。當在-10℃以下進行檢定或校準時，黑體空腔內部會產生結霜、結露和霧氣現象，這種現象會在很大程度上改變空腔內壁的表面發射率并產生介質吸收，致使空腔底部的有效發射率明顯降低，成為一項主要的不確定度來源。

發明內容

本實用新型是針對現有空腔在-10℃以下出現的結霜、結露和霧氣現象的問題，提出了一種具有新型結構的黑體輻射源的黑體空腔結構，有效地解決這個長期未能解決的技術問題，能完全避免結霜、結露和霧氣現象的發生，大大提高了檢定或校準的準確度。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案是：一種黑體輻射源的黑體空腔結構，包括黑體空腔，高壓純氮氣源，預冷氮氣的螺旋型管，低溫液體介質，用于插入標準鉑電阻溫度計的等溫塊，黑體腔的氮氣夾層，其特點是：黑體空腔內置有用于插入標準鉑電阻溫度計的等溫塊，黑體空腔外層設有黑體腔的氮氣夾層，黑體腔的氮氣夾層與黑體空腔連通，黑體腔的氮氣夾層通過預冷氮氣的螺旋型管連接高壓純氮氣源，且黑體空腔及等溫塊、黑體腔的氮氣夾層、預冷氮氣的螺旋型管均置于恒溫槽的低溫液體介質內。

高壓純氮氣源與預冷氮氣的螺旋型管之間連接有用于調節和控制輸入氮氣的針閥。黑體腔的氮氣夾層外側端上設有使得氮氣從黑體腔底部往黑體腔口擴散，以阻擋空氣進入黑體空腔內的黑體腔氮氣輸入口，內側內端下面設有黑體腔氮氣輸出口。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型的黑體輻射源的新型黑體空腔結構，其作用是完全消除在-10℃以下空腔內部由水蒸汽所形成的結霜、結露、霧氣現象，從而大大提高了空腔黑體輻射的準確度。應用獨特的空腔結構，黑體輻射源在-10℃以下工作時，純氮氣可以源源不斷地輸入空腔內部，以驅散存在于空腔內部的帶有水蒸氣的空氣，使氮氣占滿腔內的全部空間。在穩定和平衡的狀態下，空腔內部仍處于一個大氣壓下。由于氮氣輸入流量足夠地小并保持恒定，因而它不會影響空腔內部的溫場分布，從而保證了黑體輻射源用于檢定或校準的準確性和可靠性。

這種新型的黑體輻射源完全消除了在-10℃以下結霜、結露和霧氣現象，大大提高了用于檢定或校準的準確度。這在黑體空腔技術領域是一種突破。完全避免了空腔在-10℃以下出現的結霜、結露和霧氣現象的發生。

附圖說明

圖1是本實用新型的黑體輻射源的黑體空腔結構示意圖。

具體實施方式

下面結構附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，一種黑體輻射源的黑體空腔結構是一個帶有新型黑體空腔的恒溫槽。它由一個供純氮氣系統構成。它包括黑體空腔1，高壓純氮氣源8，預冷氮氣的螺旋型管6，低溫液體介質7，用于插入標準鉑電阻溫度計的等溫塊5，黑體腔的氮氣夾層2，用于調節和控制輸入氮氣的針閥9。

黑體空腔1內置有用于插入標準鉑電阻溫度計的等溫塊5，黑體空腔1外層設有黑體腔的氮氣夾層2，黑體腔的氮氣夾層2與黑體空腔1連通，黑體腔的氮氣夾層2通過預冷氮氣的螺旋型管6連接高壓純氮氣源8，且黑體空腔1及等溫塊（5）、黑體腔的氮氣夾層2、預冷氮氣的螺旋型管6均置于恒溫槽的低溫液體介質7內。高壓純氮氣源8與預冷氮氣的螺旋型管6之間連接有用于調節和控制輸入氮氣的針閥9。黑體腔的氮氣夾層2外側端上設有使得氮氣從黑體腔1底部往黑體腔口擴散，以阻擋空氣進入黑體空腔1內的黑體腔氮氣輸入口3，內側內端下面設有黑體腔氮氣輸出口4。

預冷螺旋型管6使輸入空腔的氮氣的溫度與低溫液體介質的溫度保持一致。用于插入標準鉑電阻的等溫塊5，使鉑電阻的溫度顯示值與空腔底部的溫度保持一致。黑體腔的氮氣夾層2可以改善空腔內部的溫場均勻性，從而提高黑體空腔的發射率。針閥9可以對輸入氮氣量進行細微調節并保證輸入流量的恒定。

具有一定厚度的黑體空腔等溫塊5浸泡在低溫液體介質7內，以保證插入等溫塊5內的標準鉑電阻所示溫度與空腔底部溫度的一致性。