CN202267537U

CN202267537U - 防结霜等温槽浴式黑体辐射装置

Info

Publication number: CN202267537U
Application number: CN2011203920360U
Authority: CN
Inventors: 薛生虎; 沈才忠; 方荣瑞; 方晓琴; 余时帆; 蓝卉
Original assignee: China Jiliang University; Zhejiang Province Institute of Metrology
Current assignee: China Jiliang University; Zhejiang Province Institute of Metrology
Priority date: 2011-10-16
Filing date: 2011-10-16
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2021-10-16

Abstract

本实用新型公开了一种防结霜等温槽浴式黑体辐射装置，其黑体空腔置于槽浴腔内，并且还包括换热盘管和具有环形腔的部件，换热盘管沿黑体空腔的长度方向缠绕在黑体空腔的外壁上，环形腔设有进气口，环形腔的内圈壁沿圆周方向设有出气孔，出气孔贯穿环形腔的内圈壁以连通环形腔的腔室和环形腔的中心通孔；黑体空腔的腔口所在端的外壁与环形腔的中心通孔的内壁同轴密封连接，且环形腔的出气孔位于黑体空腔的前方；换热盘管的进气端经由槽浴腔的腔壁穿出槽浴腔，换热盘管的出气端与环形腔的进气口连通。本实用新型在低温工作时，通过换热盘管能很好地防止黑体空腔壁和黑体空腔腔口的结霜现象，并使黑体空腔壁的温度均匀，增加黑体空腔的有效发射率。

Description

防结霜等温槽浴式黑体辐射装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于低温段辐射仪器校准的标准辐射源，尤其涉及可获得较宽的均温段和有效防止黑体空腔壁及黑体空腔口结霜现象的黑体辐射装置。

背景技术

槽浴式黑体辐射装置的作用是通过控制槽内液体介质的温度，使得浸没在液体工质中的黑体空腔内部形成一块温度稳定、均匀的温场，在均温场中对辐射温度计进行检定。公知的低温槽浴式黑体辐射装置构造是由黑体空腔、黑体空腔测温、控温元件或系统、保温层及外壳等组成。比如一种采用油槽均温的低温黑体装置【段宇宇，黑体辐射源研究综述，现代计量测试，2001.3】，通过控制槽内工质流体油的温度，并在槽底部设有电机和搅拌浆使槽内温度达到均匀，从而使黑体空腔温度达到某一设定值。然而，当设定温度远低于室温时，黑体空腔深处的温度较黑体空腔开口端的温度要低，温度波动幅度较大，形成的均温区域也较窄，一般只能为黑体空腔的中间段和底部。当设定温度低于零摄氏度时，环境里的潮湿空气进入到黑体空腔内，遇冷会在黑体空腔壁和黑体空腔口上结霜，从而使黑体空腔壁和黑体空腔口上的温度基本在零摄氏度左右，而黑体空腔中间和底部的温度为远低于零摄氏度的一个设定值，这样会形成明显的温度梯度，严重影响黑体空腔壁的温场均匀性，使空腔的发射率大大低于1，不能满足辐射温度计的校准条件。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中黑体辐射装置其均温区域较窄、黑体空腔壁和黑体空腔口易结霜等不足，本实用新型提供了一种新的黑体辐射装置，该装置不仅能提供一个很宽的均温区域，而且有效地防止了低温情况下黑体空腔壁和黑体空腔口结霜的现象。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：其防结霜等温槽浴式黑体辐射装置的黑体空腔置于槽浴腔内，并且，还包括换热盘管和具有环形腔的部件，所述换热盘管沿所述黑体空腔的长度方向缠绕在黑体空腔的外壁上，所述环形腔设有进气口，所述环形腔的内圈壁沿圆周方向设有出气孔，所述出气孔贯穿环形腔的内圈壁以连通所述环形腔的腔室和环形腔的中心通孔；所述黑体空腔的腔口所在端的外壁与所述环形腔的中心通孔的内壁同轴密封连接，且环形腔的所述出气孔位于所述黑体空腔的前方；所述换热盘管的进气端经由所述槽浴腔的腔壁穿出槽浴腔，所述换热盘管的出气端与环形腔的所述进气口连通。

本实用新型的有益效果是：黑体辐射装置在低温工作时，通过换热盘管能很好地防止黑体空腔壁和黑体空腔的腔口的结霜现象，并可以使黑体空腔壁的温度均匀，增加黑体空腔的有效发射率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的黑体空腔与换热盘管和部件的连接示意图；

图3是图2的A-A剖面图；

图4是图2的B-B剖面图；

图5是图2的右视图；

图6是图5的C-C剖面图；

图中，1.槽浴腔，2.进气阀，3.标准温度计测温孔，4.控温温度计测温孔，5.流体工质，6.搅拌器，7.加热或制冷装置，8.换热盘管，81.换热盘管的进气端，82.换热盘管的出气端，9.黑体空腔，10.黑体空腔的腔底，11.黑体空腔的腔口，12.环形腔，13.环形腔的内圈壁，14.环形腔的出气口，15.环形腔的进气孔,16.环形腔的中心通孔，17.环形腔的外圈壁。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型是在公知的槽浴式黑体装置的基础上进行改进得到。公知的槽浴式黑体装置的槽浴腔1内充有流体工质5，并且黑体空腔9、加热或制冷装置7、以及搅拌器6置于槽浴腔1内。公知的黑体空腔的腔底通常为柱型或圆锥型。此外，通常将槽浴腔1分为工作区Ⅰ和温控区Ⅱ。其中，黑体空腔9所在的区域为工作区Ⅰ，加热或制冷装置7所在的区域为温控区Ⅱ。在温控区Ⅱ中，制冷或加热装置7与流体工质5进行对流换热，使流体工质5的温度降低或升高。同时，搅拌器6搅动流体工质5，使得整个槽浴腔1中流体工质5的温度均匀。槽浴腔1在其位于温控区Ⅱ的侧壁上开有控温温度计测温孔4，控温温度计由控温温度计测温孔4插入到槽浴腔1的流体工质5中。控温温度计实时检测流体工质5的温度并反馈给外部控温系统，最终使得流体工质的温度保持在黑体辐射装置的设定值不变。在槽浴腔1的工作区Ⅰ，黑体空腔9浸没在流体工质5中，当流体工质5的温度达到黑体辐射装置的设定值并稳定后，流体工质5的温度即为黑体空腔壁的温度。标准温度计由标准温度计测温孔3插入，标准温度计测温孔开在槽浴腔1的工作区Ⅰ的侧壁上。辐射温度计由黑体空腔的腔口11对准黑体空腔的腔底10进行测温。比对辐射温度计测得的黑体空腔壁的温度和标准温度计的温度，根据标准温度计的温度对辐射温度计进行校准。

如图1至图6所示，在公知的槽浴式黑体装置的基础上，本实用新型进一步在黑体空腔9的外壁上缠绕有换热盘管8，且换热盘管8沿黑体辐射装置的黑体空腔9的长度方向（即由黑体空腔的腔底10向腔口11的方向）进行缠绕，其中，换热盘管的进气端81位于黑体空腔的腔底10一端，换热盘管的出气端82则位于黑体空腔9的腔口11一端。进一步地，本实用新型还设有具有环形腔12的部件。黑体空腔的腔口端伸入到环形腔12的中心通孔16中，并使环形腔的中心通孔16的内壁与黑体空腔9的腔口所在端的外壁同轴密封固定连接，环形腔12的外圈壁17的外壁与槽浴腔1的腔壁密封固定连接，从而保证了流体工质活动在一个密封的槽浴腔环境中。环形腔12设有进气口15。换热盘管8的进气端81经由黑体辐射装置的槽浴腔1的侧壁穿出；换热盘管8的出气端82与环形腔的进气口15安装在一起且相互连通（参见图1、图2），使得换热盘管8内的气体通过环形腔的进气口15进入到环形腔12内。环形腔12的内圈壁13（亦即环形腔的中心通孔16的孔壁）沿环形腔12的圆周方向均匀开有若干个出气孔14。出气孔14贯穿内圈壁13，从而将环形腔12的腔室和环形腔12的中心通孔16连通；并且，出气孔14位于黑体空腔的腔口11的前方，以使得环形腔12内的气体由出气孔14流出到环形腔的中心通孔16中。而流到中心通孔16的气体中的一部分流入到外界大气中，另一部分则会通过黑体空腔的腔口11进入到黑体空腔9内。

本实用新型防结霜等温槽浴式黑体辐射装置工作时，在换热盘管8的进气端81安装一进气阀2以控制进入换热盘管8的气体流量。本实用新型的工作过程如下：

通过搅拌器6的不停搅拌，使得流体工质5与制冷或加热装置7的局部换热扩散至整个槽浴腔，并使整个槽浴腔内的流体工质5的温度分布均匀。流体工质5通常是酒精或乙二醇与水的混合物。控温温度计通过控温温度计测温孔4插入，并实时检测流体工质5的温度，同时反馈给外部控温系统，使得流体工质的温度保持在黑体辐射装置的设定值不变。黑体空腔9浸没在流体工质5中，黑体空腔9的外壁沿长度方向缠绕着换热盘管8。当温度低于0℃时，打开安装于换热盘管的进气端81的进气阀2，使换热盘管的进气端81通入干燥气体。考虑到环境污染等因素，干燥气体一般选用干燥空气或N₂。干燥气体在换热盘管8中与槽浴内的流体工质5充分换热，使得到达换热盘管的出气端82的气体温度和流体工质5的温度一致。由于换热盘管的出气端82与环形腔的进气口15连通，充分换热后的气体换热盘管的出气端82进入到环形腔12中。环形腔12的内圈壁13沿圆周方向开的出气孔14应位于黑体空腔的腔口11的前方，以保证不会让黑体空腔遮挡住出气孔14，而使环形腔12内的充分换热后的干燥气体由出气孔14流出到环形腔的内圈16中，后再排出到本实用新型黑体辐射装置附近的周围环境，从而使得黑体空腔的腔口11的周围气体温度和黑体空腔9内的气体温度相同，避免了黑体空腔口11的内外气体的对流换热效益，保证了黑体空腔9的腔壁上有个较宽的均温区，同时在黑体空腔口11形成了一道低温气帘，有效地防止了外界湿空气流入黑体空腔9内，避免黑体空腔的腔壁和腔口发生结霜现象。

Claims

1.一种防结霜等温槽浴式黑体辐射装置，其黑体空腔置于槽浴腔内，其特征是：还包括换热盘管和具有环形腔的部件，所述换热盘管沿所述黑体空腔的长度方向缠绕在黑体空腔的外壁上，所述环形腔设有进气口，所述环形腔的内圈壁沿圆周方向设有出气孔，所述出气孔贯穿环形腔的内圈壁以连通所述环形腔的腔室和环形腔的中心通孔；所述黑体空腔的腔口所在端的外壁与所述环形腔的中心通孔的内壁同轴密封连接，且环形腔的所述出气孔位于所述黑体空腔的前方；所述换热盘管的进气端经由所述槽浴腔的腔壁穿出槽浴腔，所述换热盘管的出气端与环形腔的所述进气口连通。