CN106707472B - 用于热成像的无热化光学镜头及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学镜头技术领域，具体涉及用于热成像的无热化光学镜头，该镜头由如下重量份数的原料制成：方解石48‑54份、纯碱11‑16份、纳米二氧化硅8‑12份、改性滑石粉10‑12份、玻化纤维8‑10份、珍珠微粉8‑10份、石墨烯微片8‑10份、低碳钢纤维22‑26份、六方晶系氮化硼15‑18份、锰粉4‑6份、氧化锆4‑6份、硼化铪4‑6份、氧化硼0.5‑1份、氧化铍0.5‑1份、硫酸钙晶须1‑2份。本发明镜头适合于高温下热成像使用，在600℃的高温下镜头折射率没有变化，而且不发生像面热漂移，使用性能非常稳定，而且镜头热涨率非常低，同时镜头不会发生偏光现象。
Description
技术领域
本发明涉及光学镜头技术领域，具体涉及一种用于热成像的无热化光学镜头及其制备工艺。
背景技术
光学镜头是机器视觉系统中必不可少的部件，直接影响成像质量的优劣，影响算法的实现和效果。光学镜头从焦距上可分为短焦镜头、中焦镜头，长焦镜头；从视场大小分有广角、标准，远摄镜头；结构上分有固定光圈定焦镜头，手动光圈定焦镜头，自动光圈定焦镜头，手动变焦镜头、自动变焦镜头，自动光圈电动变焦镜头，电动三可变(光圈、焦距、聚焦均可变)镜头等。
热像仪将人眼看不见的景物热辐射，通过红外光学镜头会聚成像到红外探测器的敏感面上，经探测器光电转换后产生与景物温度分布和辐射特征相关的电信号，再由成像电路处理后，在显示器上显示人眼可视的景物图像，或将获取的目标信息用于监测、识别、跟踪和分析，随着科学技术的不断进步，热像仪的应用越来越广泛。
由于红外光学材料的折射率温度系数dn/dt较大，以最重要的红外光学材料锗为例，锗的dn/dt达3.96E-4；以之相比，白光系统用的最多的材料H-K9L，其dn/dt为3.6E-6，可见锗的dn/dt比H-K9L大了整整两个数量级。因此随着温度的变化，红外光学材料的折射率将发生变化，元件的曲率、厚度和间隔也将发生变化，再加上仪器壳体的热胀冷缩，使系统产生严重的像面热漂移以致不能使用，所以在红外光学中进行无热化设计就成为一个至关重要的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于热成像的无热化光学镜头及其制备工艺。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
用于热成像的无热化光学镜头，该镜头由如下重量份数的原料制成：
方解石48-54份、纯碱11-16份、纳米二氧化硅8-12份、改性滑石粉10-12份、玻化纤维8-10份、珍珠微粉8-10份、石墨烯微片8-10份、低碳钢纤维22-26份、六方晶系氮化硼15-18份、锰粉4-6份、氧化锆4-6份、硼化铪4-6份、氧化硼0.5-1份、氧化铍0.5-1份、硫酸钙晶须1-2份。
所述改性滑石粉制备方法是，将滑石粉先在300-400℃温度下煅烧1-2小时，然后趁热放入-50℃冷库冷冻，接着再在450-500℃温度下煅烧30分钟，然后用40-60MHz超声波超声处理10分钟，接着用-20℃氮气对滑石粉冷吹30分钟，待滑石粉自然恢复至常温即得改性滑石粉。
用于热成像的无热化光学镜头的制备方法，包括以下步骤：
(1)将除了改性滑石粉、硫酸钙晶须外的各原料混合投入熔炼炉内熔融，加热至900℃时投入改性滑石粉，然后将温度降至600-700℃后向熔炼炉内投入硫酸钙晶须，然后继续熔炼加热至1320-1440℃，熔炼30分钟；
(2)将步骤(1)的熔炼物料成型成镜头状，然后冷却处理，按每分钟冷却30℃的速度冷却至常温即得该光学镜头。
步骤(1)中继续熔炼加热至1380℃。
本发明的有益效果是：本发明镜头适合于高温下热成像使用，在600℃的高温下镜头折射率没有变化，而且不发生像面热漂移，使用性能非常稳定，而且镜头热涨率非常低，同时镜头不会发生偏光现象。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
用于热成像的无热化光学镜头，该镜头由如下重量份数的原料制成：
方解石51份、纯碱14份、纳米二氧化硅10份、改性滑石粉11份、玻化纤维9份、珍珠微粉9份、石墨烯微片9份、低碳钢纤维24份、六方晶系氮化硼16份、锰粉5份、氧化锆5份、硼化铪5份、氧化硼0.8份、氧化铍0.8份、硫酸钙晶须1.5份。
所述改性滑石粉制备方法是，将滑石粉先在300-400℃温度下煅烧1-2小时，然后趁热放入-50℃冷库冷冻，接着再在450-500℃温度下煅烧30分钟，然后用40-60MHz超声波超声处理10分钟，接着用-20℃氮气对滑石粉冷吹30分钟，待滑石粉自然恢复至常温即得改性滑石粉。
用于热成像的无热化光学镜头的制备方法，包括以下步骤：
(1)将除了改性滑石粉、硫酸钙晶须外的各原料混合投入熔炼炉内熔融，加热至900℃时投入改性滑石粉，然后将温度降至600-700℃后向熔炼炉内投入硫酸钙晶须，然后继续熔炼加热至1380℃，熔炼30分钟；
(2)将步骤(1)的熔炼物料成型成镜头状，然后冷却处理，按每分钟冷却30℃的速度冷却至常温即得该光学镜头。
实施例2
用于热成像的无热化光学镜头，该镜头由如下重量份数的原料制成：
方解石48份、纯碱11份、纳米二氧化硅8份、改性滑石粉10份、玻化纤维8份、珍珠微粉8份、石墨烯微片8份、低碳钢纤维22份、六方晶系氮化硼15份、锰粉4份、氧化锆4份、硼化铪4份、氧化硼0.5份、氧化铍0.5份、硫酸钙晶须1份。
所述改性滑石粉制备方法是，将滑石粉先在300-400℃温度下煅烧1-2小时，然后趁热放入-50℃冷库冷冻，接着再在450-500℃温度下煅烧30分钟，然后用40-60MHz超声波超声处理10分钟，接着用-20℃氮气对滑石粉冷吹30分钟，待滑石粉自然恢复至常温即得改性滑石粉。
用于热成像的无热化光学镜头的制备方法，包括以下步骤：
(1)将除了改性滑石粉、硫酸钙晶须外的各原料混合投入熔炼炉内熔融，加热至900℃时投入改性滑石粉，然后将温度降至600-700℃后向熔炼炉内投入硫酸钙晶须，然后继续熔炼加热至1320℃，熔炼30分钟；
(2)将步骤(1)的熔炼物料成型成镜头状，然后冷却处理，按每分钟冷却30℃的速度冷却至常温即得该光学镜头。
实施例3
用于热成像的无热化光学镜头，该镜头由如下重量份数的原料制成：
方解石54份、纯碱16份、纳米二氧化硅12份、改性滑石粉12份、玻化纤维10份、珍珠微粉10份、石墨烯微片10份、低碳钢纤维26份、六方晶系氮化硼18份、锰粉6份、氧化锆6份、硼化铪6份、氧化硼1份、氧化铍1份、硫酸钙晶须2份。
所述改性滑石粉制备方法是，将滑石粉先在300-400℃温度下煅烧1-2小时，然后趁热放入-50℃冷库冷冻，接着再在450-500℃温度下煅烧30分钟，然后用40-60MHz超声波超声处理10分钟，接着用-20℃氮气对滑石粉冷吹30分钟，待滑石粉自然恢复至常温即得改性滑石粉。
用于热成像的无热化光学镜头的制备方法，包括以下步骤：
(1)将除了改性滑石粉、硫酸钙晶须外的各原料混合投入熔炼炉内熔融，加热至900℃时投入改性滑石粉，然后将温度降至600-700℃后向熔炼炉内投入硫酸钙晶须，然后继续熔炼加热至1440℃，熔炼30分钟；
(2)将步骤(1)的熔炼物料成型成镜头状，然后冷却处理，按每分钟冷却30℃的速度冷却至常温即得该光学镜头。
试验
本发明实施例1、2、3制得的镜头与普通热成像镜头性能对比如下表：
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.用于热成像的无热化光学镜头，其特征在于，该镜头由如下重量份数的原料制成：
方解石48-54份、纯碱11-16份、纳米二氧化硅8-12份、改性滑石粉10-12份、玻化纤维8-10份、珍珠微粉8-10份、石墨烯微片8-10份、低碳钢纤维22-26份、六方晶系氮化硼15-18份、锰粉4-6份、氧化锆4-6份、硼化铪4-6份、氧化硼0.5-1份、氧化铍0.5-1份、硫酸钙晶须1-2份；
所述改性滑石粉制备方法是，将滑石粉先在300-400℃温度下煅烧1-2小时，然后趁热放入-50℃冷库冷冻，接着再在450-500℃温度下煅烧30分钟，然后用40-60MHz超声波超声处理10分钟，接着用-20℃氮气对滑石粉冷吹30分钟，待滑石粉自然恢复至常温即得改性滑石粉；
上述用于热成像的无热化光学镜头的制备方法，包括以下步骤：
(1)将除了改性滑石粉、硫酸钙晶须外的各原料混合投入熔炼炉内熔融，加热至900℃时投入改性滑石粉，然后将温度降至600-700℃后向熔炼炉内投入硫酸钙晶须，然后继续熔炼加热至1320-1440℃，熔炼30分钟；
(2)将步骤(1)的熔炼物料成型成镜头状，然后冷却处理，按每分钟冷却30℃的速度冷却至常温即得该光学镜头。
2.如权利要求1所述的用于热成像的无热化光学镜头，其特征在于，步骤(1)中继续熔炼加热至1380℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |