CN109506784A - 一种基于固定点温坪技术的标准黑体辐射源 - Google Patents
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Abstract
一种基于固定点温坪技术的标准黑体辐射源，包括外壳，控温流道入口穿入外壳，连接螺旋状加热管路，螺旋状加入管路缠绕在固定点坩埚上，并连通控温流道出口，控温流道出口穿出外壳，控温液体从控温流道入口流入，经螺旋状加热管路后从控温流道出口流出，从而控制整个装置的温度，固定点坩埚内部为高纯镓金属，高纯镓金属围成空腔；在外壳内部还有后温度补偿，其与均温块连接，而均温块连接固定点坩埚左端，后温度补偿对均温块进行温度补偿，进而对固定点坩埚进行温度补偿，固定点坩埚的右侧接触光阑，光阑连接前温度补偿。
Description
技术领域
本发明属于黑体辐射源领域，具体涉及一种基于固定点温坪技术的标准黑体辐射源。
背景技术
标准黑体辐射源作为标准红外辐射源，广泛应用于各种红外辐射源辐射强度的校准，用于各种辐射温度计、红外测温仪、热像仪等辐射测温仪器的校准，以及作为标准红外辐射源用于光学研究中测量材料表面发射率、光学系统的透射比及物质的透射、反射和吸收等光学性能。
衡量一个黑体辐射源性能的性能主要取决于特定温度下黑体辐射源有效发射率。黑体辐射源的有效发射率与黑体空腔的开口大小、黑体腔的形状、内表面涂覆材料的发射率，尤其是与黑体空腔内部的等温效应等诸多条件息息相关。因此，选择合适的控温方式、腔体结构、高发射率的涂覆材料，对于获得高性能的黑体辐射源具有重要的意义。
随着我国科技的发展，对黑体辐射源性能提出了更高的要求，常规的变温黑体已经不能满足需求，迫切需要开展基于温度固定点温坪技术的研究，把基准固定点传递技术高精度的应用于标准黑体辐射源的研制中。
发明内容
本发明的目的在于：克服现有变温黑体辐射源在空腔等温效应上的缺陷，利用固定点温坪技术建立一种基于温度固定点温坪技术的标准黑体辐射源，提供一种满足对精度和长期稳定性的测量要求的标准黑体辐射源，实现红外辐射亮温校准装置中的标准红外辐射源。
本发明的技术方案如下：一种基于固定点温坪技术的标准黑体辐射源，包括外壳，控温流道入口穿入外壳，连接螺旋状加热管路，螺旋状加入管路缠绕在固定点坩埚上，并连通控温流道出口，控温流道出口穿出外壳，控温液体从控温流道入口流入，经螺旋状加热管路后从控温流道出口流出，从而控制整个装置的温度，固定点坩埚内部为高纯镓金属，高纯镓金属围成空腔；
在外壳内部还有后温度补偿，其与均温块连接，而均温块连接固定点坩埚左端，后温度补偿对均温块进行温度补偿，进而对固定点坩埚进行温度补偿，固定点坩埚的右侧接触光阑，光阑连接前温度补偿。
所述外壳采用不锈钢材料。
空腔开口直径30mm。
空腔深度180mm。
空腔底部为发散角75°的圆锥角。
空腔内壁涂覆高发射率黑漆，黑漆发射率>0.9。
所述高纯镓金属的纯度>0.999999。
所述固定点坩埚的尺寸为:Ф40mm×200mm。
所述空腔右侧为一开口结构。
所述固定点坩埚(6)的尺寸为:Ф40mm×300mm。
本发明的显著效果在于：采用镓点固定点研制了标准黑体辐射源。标准黑体辐射源可对各种红外辐射源辐射强度进行校准，对各种辐射温度计、红外测温仪、热像仪等辐射测温仪器进行校准，对航天遥感、精密测控温等过程中的量值传递具有非常广泛的实际应用意义。本发明装置的复现方法简单，复现性好,准确度高，而且不需要标准温度计，满足了红外辐射源辐射强度等方面校准的需求。
基于温度固定点温坪技术的黑体辐射源建立，从根本上解决了常用变温黑体等温效应差等技术难题，不仅满足标准黑体辐射源良好的有效发射率要求，同时具备快速简单实现镓点温度复现的能力。
附图说明
图1为本发明所述的真空低温环境下使用的红外传递辐射温度计示意图；
图中：1控温流道入口，2控温流道出口，3后温度补偿，4均温块，5外壳，6固定点坩埚，7高纯镓金属，8光阑，9前温度补偿、10螺旋状加热管路、11空腔
具体实施方式
一种基于固定点温坪技术的标准黑体辐射源，包括外壳5，控温流道入口1穿入外壳5，连接螺旋状加热管路10，螺旋状加入管路10缠绕在固定点坩埚6上，并连通控温流道出口2，控温流道出口2穿出外壳5，控温液体从控温流道入口1流入，经螺旋状加热管路10后从控温流道出口2流出，从而控制整个装置的温度，固定点坩埚6内部为高纯镓金属7，高纯镓金属7围成空腔11；空腔11右侧为一开口结构；
在外壳5内部还有后温度补偿3，其与均温块4连接，而均温块4连接固定点坩埚6左端，后温度补偿3对均温块4进行温度补偿，进而对固定点坩埚6进行温度补偿，固定点坩埚6的右侧接触光阑8，光阑8连接前温度补偿9。
外壳5采用不锈钢材料
空腔11开口直径30mm，空腔11深度180mm，空腔11底部为发散角75°的圆锥角，空腔11内壁涂覆高发射率黑漆，黑漆发射率>0.9
高纯镓金属7的纯度达到0.999999以上
固定点坩埚6的尺寸设计为:Ф40mm×200mm。考虑镓存在严过冷现象，避免对复现性的影响，镓固定点内高纯镓约800g。
标准黑体辐射源作为标准红外辐射源，广泛应用于各种红外辐射源辐射强度的校准，用于各种辐射温度计、红外测温仪、热像仪等辐射测温仪器的校准，以及作为标准红外辐射源用于光学研究中测量材料表面发射率、光学系统的透射比及物质的透射、反射和吸收等光学性能。
衡量一个黑体辐射源性能的性能主要取决于特定温度下黑体辐射源有效发射率。黑体辐射源的有效发射率与黑体空腔的开口大小、黑体腔的形状、内表面涂覆材料的发射率，尤其是与黑体空腔内部的等温效应等诸多条件息息相关。因此，选择合适的控温方式、腔体结构、高发射率的涂覆材料，对于获得高性能的黑体辐射源具有重要的意义。
随着我国科技的发展，对黑体辐射源性能提出了更高的要求，常规的变温黑体已经不能满足需求，迫切需要开展基于温度固定点温坪技术的研究，把基准固定点传递技术高精度的应用于标准黑体辐射源的研制中。
克服现有变温黑体辐射源在空腔等温效应上的缺陷，利用固定点温坪技术建立一种基于温度固定点温坪技术的标准黑体辐射源，提供一种满足对精度和长期稳定性的测量要求的标准黑体辐射源，实现红外辐射亮温校准装置中的标准红外辐射源。
采用镓点固定点研制了标准黑体辐射源。标准黑体辐射源可对各种红外辐射源辐射强度进行校准，对各种辐射温度计、红外测温仪、热像仪等辐射测温仪器进行校准，对航天遥感、精密测控温等过程中的量值传递具有非常广泛的实际应用意义。本发明装置的复现方法简单，复现性好,准确度高，而且不需要标准温度计，满足了红外辐射源辐射强度等方面校准的需求。
基于温度固定点温坪技术的黑体辐射源建立，从根本上解决了常用变温黑体等温效应差等技术难题，不仅满足标准黑体辐射源良好的有效发射率要求，同时具备快速简单实现镓点温度复现的能力。
Claims (10)
1.一种基于固定点温坪技术的标准黑体辐射源，其特征在于：包括外壳(5)，控温流道入口(1)穿入外壳(5)，连接螺旋状加热管路(10)，螺旋状加入管路(10)缠绕在固定点坩埚(6)上，并连通控温流道出口(2)，控温流道出口(2)穿出外壳(5)，控温液体从控温流道入口(1)流入，经螺旋状加热管路(10)后从控温流道出口(2)流出，从而控制整个装置的温度，固定点坩埚(6)内部为高纯镓金属(7)，高纯镓金属(7)围成空腔(11)；
在外壳(5)内部还有后温度补偿(3)，其与均温块(4)连接，而均温块(4)连接固定点坩埚(6)左端，后温度补偿(3)对均温块(4)进行温度补偿，进而对固定点坩埚(6)进行温度补偿，固定点坩埚(6)的右侧接触光阑(8)，光阑(8)连接前温度补偿(9)。
2.根据权利要求1所述的一种基于固定点温坪技术的标准黑体辐射源，其特征在于：所述外壳(5)采用不锈钢材料。
3.根据权利要求1所述的一种基于固定点温坪技术的标准黑体辐射源，其特征在于：空腔(11)开口直径30mm。
4.根据权利要求3所述的一种基于固定点温坪技术的标准黑体辐射源，其特征在于：空腔(11)深度180mm。
5.根据权利要求4所述的一种基于固定点温坪技术的标准黑体辐射源，其特征在于：空腔(11)底部为发散角75°的圆锥角。
6.根据权利要求5所述的一种基于固定点温坪技术的标准黑体辐射源，其特征在于：空腔(11)内壁涂覆高发射率黑漆，黑漆发射率>0.9。
7.根据权利要求1所述的一种基于固定点温坪技术的标准黑体辐射源，其特征在于：所述高纯镓金属(7)的纯度>0.999999。
8.根据权利要求1所述的一种基于固定点温坪技术的标准黑体辐射源，其特征在于：所述固定点坩埚(6)的尺寸为:Ф40mm×200mm。
9.根据权利要求1所述的一种基于固定点温坪技术的标准黑体辐射源，其特征在于：所述空腔(11)右侧为一开口结构。
10.根据权利要求1所述的一种基于固定点温坪技术的标准黑体辐射源，其特征在于：所述固定点坩埚(6)的尺寸为:Ф40mm×300mm。
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