CN106052884A - 一种内锥型均温靶热管黑体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种内锥型均温靶热管黑体，属于辐射测温技术领域；该装置通过将黑体空腔(7)与热管(5)一体化设计，减小了热管与黑体空腔之间的导热损失，提高了加热效率及升温速度；在黑体空腔(7)底部放置内锥型均温靶(4)，使标准热电偶与靶面之间距离尽量小，保证了靶面温度的准确性；同时，内锥型均温靶能够增加标准热电偶或铂电阻的插入深度，减小导热误差；热管(5)采用三段加热，每段的控温传感器(1)均安装在热管外壁面上，其中两段加热包裹在热管的柱体外部，第三段加热为加热盘，放置在热管的底部，分别调整三段的温度，保证黑体空腔的轴向温度场均匀。对比现有技术，本发明内追型均温靶热管黑体温度均匀性好、准确度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种均温靶热管黑体，特别涉及一种内锥型均温靶热管黑体，属于辐射测温技术领域。
背景技术
黑体辐射源常用于辐射温度计的检定、校准等，热管式黑体辐射源以其温度均匀性好、准确度高的优点，广泛应用于各种高精度辐射温度的测试中。但是常用的热管式黑体辐射源以热管作为均热体，将黑体空腔放置在热管内部，会导致黑体空腔与热管之间存在导热损失(如申请号201010164116.0《黑体空腔辐射源》)；黑体空腔为了加工方便通常为外锥型，作为参考温度传感器的热电偶或铂电阻很难有足够的插入深度，同时也很难保证靶面与标准器之间的距离足够接近使靶面温度与标准器温度相同(如申请号201010599646.8《一种黑体辐射源的腔体装置》)；通常的加热装置在热管圆柱外部，在底部并没有加热装置，导致整体温度梯度难以达到设计要求。
发明内容
本发明的目的是针对现有的热管式黑体辐射源存在的问题，提供了一种内锥型均温靶热管黑体，加工方便、准确度高。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种内锥型均温靶热管黑体，将黑体空腔与热管一体化设计，热管的内壁面即为黑体空腔，在黑体空腔底部放置并固定内锥型均温靶，内锥型均温靶底部打孔作为参考温度传感器插孔，热管至少采用三段加热，每段的控温传感器均安装在热管外壁面上。
上述一种内锥型均温靶热管黑体，黑体空腔的长径比不能低于6:1，以保证黑体空腔的发射率不低于0.99，同时具有较小的加工难度。
上述一种内锥型均温靶热管黑体，内锥型均温靶的锥顶角不能为45°、90°或180°，以保证黑体空腔的发射率不低于0.99。
上述一种内锥型均温靶热管黑体，内锥型均温靶的长度(即从均温靶底部平面到锥顶的距离)须高于尾部参考温度传感器插孔直径的6倍以上，保证标准热电偶或铂电阻有足够的插入深度，以减小导热误差。
上述一种内锥型均温靶热管黑体，热管采用三段加热，其中前两段加热为螺旋型加热环，包裹在热管的柱体外部，第三段加热为加热盘，放置在热管底部；每段的控温传感器均安装在热管外壁面上，分别控制三段控温的温度，使黑体空腔的轴向温度场均匀性满足要求。
有益效果
对比现有技术，本发明方法具有以下特点：
(1)通过将热管与黑体空腔一体化设计，减小了热管与黑体空腔之间的导热损失，提高了加热效率与升温速度；
(2)在黑体空腔底部放置内锥型均温靶，使标准热电偶与靶面之间距离尽量小，保证了靶面温度的准确性；同时，内锥型均温靶能够增加标准热电偶或铂电阻的插入深度，减小导热误差，使标准器测温更准确；
(3)热管采用三段加热，每段的控温传感器均安装在热管外壁面上，其中两段加热包裹在热管的柱体外部，第三段加热为加热盘，放置在热管的底部，分别调整三段的温度，保证黑体空腔轴向温度场均匀。
附图说明
图1是本发明实施例的一种内锥型均温靶热管黑体结构轴向剖视图。
附图标记：1-控温传感器，2-第三段加热设备，3-第二段加热设备，6-第一段加热设备，4-内锥型均温靶，5-热管，7-黑体空腔，8-参考温度传感器插孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
如图1所示为一种内锥型均温靶热管黑体结构示意图，将黑体空腔7与热管5一体化设计，热管5的内壁面即为黑体空腔7，在黑体空腔7底部放置并固定内锥型均温靶4，内锥型均温靶4的底部打孔作为参考温度传感器插孔8，热管5采用三段加热，每段的控温传感器1均安装在热管5外壁面上。本实施例中，内锥型均温靶4通过焊接方式固定于热管5上，控温传感器1通过弹簧压圈紧固方式安装在热管5外壁面上。
上述一种内锥型均温靶热管黑体，黑体空腔7的几何形状为特殊设计，即其长径比必须达到6:1以上，保证黑体空腔7的发射率满足设计要求，同时具有较小的加工难度。在本实施例中，黑体空腔为直径40mm、长度400mm的圆柱形。
上述一种内锥型均温靶热管黑体，内锥型均温靶4的锥顶角为特殊设计，即其锥顶角不能为45°、90°或180°，保证黑体空腔7的发射率满足高于0.99的要求设计要求。在本实施例中，均温靶的锥顶角为120°。
上述一种内锥型均温靶热管黑体，内锥型均温靶4的长度为特殊设计，即其长度必须大于尾部参考温度传感器插孔8直径的6倍以上，保证标准热电偶或铂电阻有足够的插入深度，减小导热误差。在本实施例中，均温靶的长度为40mm。
上述一种内锥型均温靶热管黑体，热管5采用三段加热，其中前两段加热3、6包裹在热管5的柱体外部，为柱状加热环，第三段加热2为加热盘，放置在热管5底部。所述加热环与加热盘均通过焊接方式固定于热管5外表面，本领域技术人员可以了解，采用其它任何固定方式均可，只要能够实现对热管5的相应部分进行持续加热即可。每段的控温传感器1均安装在热管5外壁面上，分别控制三段加热的功率，控制热管各部分的温度，使黑体空腔7的轴向温度场均匀性满足设计要求。在本实施例中，黑体空腔的轴向温度场均匀性为在200mm范围内小于2℃。
本发明与其他热管黑体相比，采用热管与黑体空腔一体化设计，避免了黑体空腔与热管之间的导热损失；采用内锥型均温靶设计，保证作为参考温度传感器的热电偶或铂电阻具有足够的插入深度，同时也能够保证靶面与标准器之间的距离足够接近使靶面温度与标准器温度相同；采用三段加热，并且在底部设计加热盘，使黑体空腔的轴向温度场均匀性达到较高的设计要求。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。
Claims (5)
1.一种内锥型均温靶热管黑体，其特征在于：将黑体空腔(7)与热管(5)一体化设计，热管(5)的内壁面即为黑体空腔(7)，在黑体空腔(7)底部放置并固定内锥型均温靶(4)，内锥型均温靶(4)底部打孔作为参考温度传感器插孔(8)，热管(5)至少采用三段加热，每段的控温传感器(1)均安装在热管(5)外壁面上。
2.根据权利要求1所述的一种内锥型均温靶热管黑体，其特征在于：所述黑体空腔(7)的长径比不能低于6:1，以保证黑体空腔(7)的发射率不低于0.99，同时具有较小的加工难度。
3.根据权利要求1所述的一种内锥型均温靶热管黑体，其特征在于：所述内锥型均温靶(4)的锥顶角不能为45°、90°或180°，以保证黑体空腔(7)的发射率不低于0.99。
4.根据权利要求1所述的一种内锥型均温靶热管黑体，其特征在于：所述内锥型均温靶(4)的长度须高于尾部控温传感器插孔(8)直径的6倍以上，保证标准热电偶或铂电阻有足够的插入深度，以减小导热误差。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种内锥型均温靶热管黑体，其特征在于：所述热管采用(5)三段加热，其中前两段加热加热为螺旋型加热环，包裹在热管(5)的柱体外部，第三段加热(2)为加热盘，放置在热管(5)底部；每段的控温传感器(1)均安装在热管(5)外壁面上，分别控制三段控温的温度，使黑体空腔(7)的轴向温度场均匀性满足要求。
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