CN111351806A - 一种变温反射率测试座装置 - Google Patents

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李华军
张雷
邓素芬
陈敬
邓乐武
吴杰
魏平
邓勇
王睿
何映锋
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开一种变温反射率测试座装置，包括加热装置、温度控制器、可调基座、可移动热屏蔽罩；加热装置安装于可调基座上；可移动热屏蔽罩罩在样品及加热装置上；可调基座包括可移动底座、可调丝杆和水平调节锁止机构；加热装置下表面贴有石墨层；所述加热装置内设有温度传感器；可调丝杆固定于可移动底座上，调节竖直方向的高度；水平调节锁止机构调节水平和方位向。本发明采用可移动分体式设计，在吸波材料测试时，能有效减小加热装置的反射背景电平，提高测试精度；采用多点分布的高精度温度传感器，进行温控加热，有效克服了样品保温过程中容易出现温度不均匀的缺点；可移动热屏蔽罩有效地将热量辐射至样品，减小热量损失。

Description

一种变温反射率测试座装置
技术领域
本发明属于吸波材料电性能测试技术领域，特别涉及反射率测试座装置，用于雷达吸波材料不同温度下反射率性能参数测量。
背景技术
吸波材料反射率是表征雷达吸波材料吸收或衰减入射的电磁波能力大小的物理量，是描述吸波材料吸收性能的重要参数。反射率测量在隐身、辐射防护等吸波材料广泛地应用的军民用领域中有着重要的应用价值。
近年来雷达吸波材料在高温环境应用越来越广泛，常温反射率测试装置已不能满足材料高温测试需求，如何评价吸波材料不同温度下吸波性能成为的吸波材料测量研究领域的重要内容。
弓形测试法是被国内外推荐测试吸波材料的主要方法。本发明基于弓形测试法设计了一种变温测试座，可在不同温度点上完成测试样板的反射率测试。
发明内容
本发明提出一种可用于弓形法反射率的变温加热测试座，能够完成吸波材料样板的均匀可控温加热，并满足吸波材料高温反射率测试要求。
本发明一种变温反射率测试座装置，包括加热装置、温度控制器、可调基座、可移动热屏蔽罩；加热装置安装于可调基座上；可移动热屏蔽罩为正方形开口腔体结构，罩在样品及加热装置上；可调基座包括可移动底座、可调丝杆和水平调节锁止机构；加热装置下表面贴有石墨层；所述加热装置内设有温度传感器，温度控制器根据温度传感器测量的数据控制电加热棒的开启和关闭；可调基座的可调丝杆固定于可移动底座上，调节竖直方向的高度；可调基座的水平调节锁止机构设置于可调丝杆的上端，调节锁定装置的水平和方位向；可移动热屏蔽罩内填充隔热材料，内表面贴有石墨层。
所述加热装置的底部设有隔热层和冷却板。
所述加热装置除上表面外，均覆盖有高温吸波材料。
所述加热装置内设有多点分布的高精度铂电阻温度传感器。
所述可调基座外套装有赋型吸波材料。
所述可移动热屏蔽罩设置有手柄。
所述可移动热屏蔽罩的手柄连接有支架。
本发明所设计的变温反射率测试座装置包括测试基座、加热装置、温度控制器、可移动热屏蔽罩等部分。要完成吸波材料变温反射率的测量需要一个温度较高、均匀性较好且温度可控的加热装置，同时还需按相应标准满足反射率测试对基座的测试要求。
本发明涉及的变温反射率测试座装置主要针对高温型平板吸波材料的反射率测量而设计，是弓形法变温反射率测试系统的关键组成部分，可应用于兵器、航空等领域高温吸波材料反射率的变温测试，为高温吸波材料的应用研究提供测试条件保障。
本发明技术方案带来的有益效果如下：
本发明设计的变温反射率测试座装置，采用了可移动分体式结构设计，在吸波材料变温反射率测试时，能有效减小加热装置的反射背景电平，提高反射率测试精度。
本发明提出的测试座装置，内埋均匀分布的电加热棒，并采用多点分布的高精度铂电阻温度传感器，进行温控加热，有效克服了样品保温过程中容易出现温度不均匀的缺点，测试座具有加热温度高、温度场均匀、温度测量精度高；同时考虑了材料样品同空气等的热交换，采用了PID调节算法，进行适当修正，确保了样品表面温度测量的准确性。
可移动热屏蔽罩能力有效地将所有热量辐射至被测样品，尽可能避免了热量损失，提高了加热效率，并采用可折叠手柄，方便使用，同时可调基座，结构简单，安装调试方便。
本发明设计的变温反射率测试座装置，为雷达吸波材料高温反射率的测试提供了一种较好的解决方案，可在室温～1000℃范围内完成反射率测试，温度准确度优于±3%，温度均匀性优于±4℃。
附图说明
图1为变温反射率测试座装置结构图。
图2为可调基座示意图。
图3为可移动热屏蔽罩示意图。
具体实施方式
实施例1
本发明一种变温反射率测试座装置，包括加热装置1、温度控制器、可调基座2、可移动热屏蔽罩3；加热装置1安装于可调基座2上；可移动热屏蔽罩3为正方形开口腔体结构，罩在测试的样品及加热装置1上；可调基座1包括可移动底座21、可调丝杆22和水平调节锁止机构23；加热装置1下表面贴有石墨层；温度控制器根据温度传感器测量的数据控制电加热棒的开启和关闭；可调基座2的可调丝杆22固定于可移动底座21上，调节竖直方向的高度；可调基座2的水平调节锁止机构23设置于可调丝杆2的上端，调节锁定装置的水平和方位向。
实施例2
本发明的变温反射率测试座装置包括样品的加热装置1、可调基座2、可移动热屏蔽罩3等部分；能够完成吸波材料样板（室温-1000℃）范围内变温均匀加热，并满足吸波材料高温反射率测试要求。
（1）样品的加热装置
加热装置1采用连续均匀分布的陶瓷电加热棒，与同样均匀分布的温度传感器一起内埋于开槽的高温合金金属板内，外置以微处理器为核心加人工智能温度PID（比例、积分、微分）调节算法的温度控制器控制样品加热，样品置于高温合金金属板上方，在样品底部对样品进行加热，相较于普通测试座传统的电阻丝加热方式具有更高的加热效率，热量损失小，加热温度高；测温面积大、分布均匀，温度控制精度高、梯度小。加热装置外表面贴附高温吸波材料，有效减小电磁波的绕射和多径反射，降低测试背景。
（2）可调基座
可调基座2具有三维调节能力，通过可调丝杆22实现垂直方向上的高度调节锁定，调节范围Δh覆盖最低测试频率对应波长的4倍（2GHz一般＞600mm），相较于传统高度固定式测试底座，本方案能利用测试高度变化，分析判断天线直漏等影响，便于测试背景控制。通过水平调节锁止机构23能便捷地完成水平、方位向调节并锁定，实现测试座的便捷安装调试。可调基座套装赋型吸波材料24可有效降低测试座的背景反射电平。
（3）可移动热屏蔽罩
可移动热屏蔽罩3为开口腔体结构，腔体开口尺寸比测试样板尺寸略大，腔体内填充保温隔热材料，内表面贴一层石墨，外层由不锈钢构成，并安装可折叠的手柄32，方便收纳；样品加热时可移动热屏蔽罩3由支架31支撑，罩在测试基座上，防止热量散失，测试时快速搬移罩体，完成测试。
实施例3
本发明的变温反射率测试座装置具体工作原理为：
（1）加热装置
加热装置1采用两层高温不锈钢材料制成，其中内埋有弯曲的电加热棒，采用埋植于不锈钢内部的铂电阻温度传感器进行温度测量与实时控制。加热装置上层金属面板用于放置被测材料样板，与加热钢板紧密接触实现加热，尺寸和平整度须满足军标要求。加热装置下层金属面板贴有一层2mm厚度的石墨并使其紧密贴合加热金属，以确保有效地将所有热量向上辐射至被测样品，尽可能避免热量损失；下层再用隔热保温材料隔离热量向下层传递，最下层为金属冷却板，防止下层残余热量聚集，温度过高，保障测试安全。具体结构图如图1所示。
（2）温度控制模器
本发明的温度控制器利用埋植于加热合金板内部的铂电阻Pt100温度传感器进行温度测量；Pt100温度传感器的测量采用髙精度AI数字控温仪表，支持多种热电偶和热电阻规格，分辨力达0.01℃。同时考虑到材料厚度及同空气等的热交换，本发明涉及的温度控制模块采用相应人工智能PID调节算法进行适当修正，来确保样品表面温度准确性。
（3）可移动热屏蔽罩
可移动热屏蔽罩3为腔体结构，腔体内填充保温隔热材料，内表面贴一层石墨，外层由不锈钢金属构成，并安装可折叠的手柄32，以方便快速移动。腔体开口尺寸比测试样板尺寸略大，加热时可移动热屏蔽罩3由支架31支撑，罩在测试基座上，防止热量散失。
（4）可调基座
本发明的可调基座2的正常安装高度与弧形弓形架的圆心安装高度相等，可调丝杆22固定在可移动底座21上，通过可调丝杆22在正常安装高度位置处实现高度的上下调节，上下调节范围至少覆盖最低测试频率对应波长的4倍，以更好适应测试需求；同时水平调节锁止机构23能便捷地完成水平和方位调节及位置锁定，以便于测试系统调试安装。

Claims (7)

1.一种变温反射率测试座装置，其特征在于，包括加热装置、温度控制器、可调基座、可移动热屏蔽罩；加热装置安装于可调基座上；可移动热屏蔽罩为正方形开口腔体结构，罩在样品及加热装置上；可调基座包括可移动底座、可调丝杆和水平调节锁止机构；加热装置下表面贴有石墨层；所述加热装置内设有温度传感器，温度控制器根据温度传感器测量的数据控制电加热棒的开启和关闭；可调基座的可调丝杆固定于可移动底座上，调节竖直方向的高度；可调基座的水平调节锁止机构设置于可调丝杆的上端，调节锁定装置的水平和方位向；可移动热屏蔽罩内填充隔热材料，内表面贴有石墨层。
2.根据权利要求1所述一种变温反射率测试座装置，其特征在于，所述加热装置的底部设有隔热层和冷却板。
3.根据权利要求1所述一种变温反射率测试座装置，其特征在于，所述加热装置除上表面外，均覆盖有高温吸波材料。
4.根据权利要求1所述一种变温反射率测试座装置，其特征在于，所述加热装置内设有多点分布的高精度铂电阻温度传感器。
5.根据权利要求1所述一种变温反射率测试座装置，其特征在于，所述可调基座外套装有赋型吸波材料。
6.根据权利要求1所述一种变温反射率测试座装置，其特征在于，所述可移动热屏蔽罩设置有手柄。
7.根据权利要求6所述一种变温反射率测试座装置，其特征在于，所述可移动热屏蔽罩的手柄连接有支架。
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