CN204694633U - 用于红外成像测量的外场测试靶板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于红外成像测量的外场测试靶板，其特征是：靶板包括黑色水箱、白色水箱、绝热石棉、黑色水箱连接管、白色水箱连接管，所述黑色水箱与白色水箱依次交替排列间隔分布构成靶板，在黑色水箱与白色水箱之间有绝热石棉，间隔分布的黑色水箱之间用黑色水箱连接管连接，使靶板上所有黑色水箱联通；间隔分布的白色水箱之间用白色水箱连接管连接，使靶板上所有白色水箱联通。本实用新型具有制作简单，操作简便，既可以用于室内测试使用，也便于外场测试使用。

Description

用于红外成像测量的外场测试靶板

技术领域

本实用新型涉及一种固体推进剂的燃烧特征信号测试技术，特别是固体推进剂的燃烧特征信号测试中的用于红外成像测量的外场测试靶板。

背景技术

在固体推进剂的燃烧特征信号测试中，羽流烟雾的红外透过率是一个重要参数。采用红外成像的方式测量羽流烟雾对红外辐射的透射性能时，因为成像系统具有比较大的视场，此时复杂的背景对测量的影响很大，为了减少这种不利影响，并能提供稳定均匀的红外辐射，需要设计测量靶板以确保测试成功。

根据烟雾红外透过率测量算法，采用温度分布空间调制的红外靶板，即靶板由交替相间配置的高、低温区块构成，并且靶板表面以黑、白颜色区分。这样的靶板具有相互关联的两种温度、两种不同的红外辐射特性，便于根据测量算法进行高准确度的测量。

发明内容

本实用新型提供一种用于红外成像测量的外场测试使用的靶板，用作外场红外成像测量时作为基准红外辐射源。

本实用新型采用铝合金型材加工制作，靶板表面为黑色、白色区块相间排列，相同颜色的区块用管道连通，相邻的不同颜色的区块之间用阻热介质(硅胶或石棉)绝热，用外部高/低温槽加液体对黑、白区块分别进行温度控制，使得相同色块上的最大温差不超过8℃，高温板块具备温度调节功能，可在50℃～80℃之间调节。

本实用新型所采用的技术方案是：用于红外成像测量的外场测试靶板，其特征是：靶板包括黑色水箱、白色水箱、绝热石棉、黑色水箱连接管、白色水箱连接管，所述黑色水箱与白色水箱依次交替排列间隔分布构成靶板，在黑色水箱与白色水箱之间有绝热石棉，间隔分布的黑色水箱之间用黑色水箱连接管连接，使靶板上所有黑色水箱联通；间隔分布的白色水箱之间用白色水箱连接管连接，使靶板上所有白色水箱联通。

所述的黑色水箱与外部高温槽连接，黑色水箱与外部高温槽形成环路。

所述的黑色水箱表面温度在50℃～80℃之间调节。

所述的白色水箱与外部低温槽连接形成循环，低温槽为白色水箱提供温度稳定的低温介质。

所述的靶板共有5块黑色区域，4块白色区域拼接而成。

所述的靶板在高为1.5m－1.8m，宽为1.6m－2m。

所述的靶板通过俯仰调节旋钮固定在高度调节支架上，俯仰调节旋钮调节靶板俯仰，调节范围在0～45°之间。

所述的高度调节支架采用304不锈钢制作。

所述的黑色水箱与白色水箱尺寸相同；所述的黑色水箱与白色水箱连接处用石棉绝热。

所述的黑色水箱表面喷涂黑哑光油漆，白色水箱表面喷涂白哑光油漆。

本实用新型的优点在于：本实用新型采用黑色、白条相间结构的靶板，是一种对均匀结构进行空间调制的靶板，实际上是形成了两种不同辐射特征的红外辐射。测量时同时得到了这两种不同的辐射，通过数学运算，可以得到准确度很高的测量结果。本实用新型对靶板黑、白区块分别进行温度控制，不仅控制靶板温度使其稳定不受外界环境影响，且可根据实验要求调节靶板温度。本实用新型相同颜色区块相互连通，保证相同颜色区块的温度差在实验允许误差范围内，即保证了其红外辐射特征值的误差在允许范围内，从而保证实验准确性。靶板制作简单，操作简便，既可以用于室内测试使用，也便于外场测试使用。

附图说明

图1本实用新型红外成像测量光学靶板的结构图；

图2是靶板固定示意图。

图中，1、黑色水箱；2、白色水箱；3、绝热石棉；4、黑色水箱连接管；5、白色水箱连接管；6、靶板；7、高度调节支架；8、带滚轮、水平调节装置的抓地机构；9、俯仰调节旋钮。

具体实施方式

下面结合图1、图2进一步说明本实用新型详细内容。

实施例1

参见图1，用于红外成像测量的外场测试靶板，靶板包括黑色水箱1、白色水箱2、绝热石棉3、黑色水箱连接管4、白色水箱连接管5，所述黑色水箱1与白色水箱2依次交替排列间隔分布构成靶板6，在黑色水箱1与白色水箱2之间有绝热石棉3，间隔分布的黑色水箱1之间用黑色水箱连接管4连接，使靶板上所有黑色水箱联通；间隔分布的白色水箱2之间用白色水箱连接管5连接，使靶板上所有白色水箱联通。

黑色水箱1与外部高温槽连接，高温槽为黑色水箱1提供温度稳定的高温介质，因水箱相互连接与外部高温槽形成环路，高温介质处于循环状态保证相同颜色水箱温差不超过8℃，且靶板表面黑色区域的温度在50℃～80℃之间调节。

白色水箱2与外部低温槽连接形成循环，低温槽为白色水箱2提供温度稳定的低温介质。

靶板共有5块黑色区域，4块白色区域拼接而成。

靶板在1.5m－1.8m(高)×1.6m－2m(宽)，为了适应不同的测量应用，该靶板可以扩展宽度。

用俯仰调节旋钮9将靶板6固定在高度调节支架7上，根据实验需要调节靶板俯仰，调节范围在0～45°之间，同时通过调节高度调节支架7调节靶板的高度。在高度调节支架7底部安装带滚轮、水平调节装置的抓地机构8，在靶板通过抓地机构固定以后，通过水平调节装置对靶板进行水平调节，保证靶板的准确姿态。高度调节支架7采用304不锈钢制作。带滚轮、水平调节装置的抓地机构属于现有的机构不做详细描述。

设计一种适用于红外成像测量外场测试的靶板，要求靶板可进行倾斜度调节，调节范围在0～45°之间；靶板具备滚轮、水平调节装置及抓地机构，方便靶板移动、固定，以及靶板基座处于水平状态；靶板要求黑白区块相互交替排列，并且对两种颜色的区块分别进行温度控制，相同颜色区块上的最大温差不超过8℃，且对靶板高温区块可进行温度调节，温度调节幅度在50℃～80℃之间。

黑色水箱1与白色水箱2尺寸相同，黑色水箱1与白色水箱2连接处用石棉绝热。黑色水箱1表面喷涂黑哑光油漆，白色水箱2表面喷涂白哑光油漆。

根据黑体辐射的普朗克辐射定律，在一定温度下，单位面积的黑体在单位时间、单位立体角内和单位波长间隔内辐射出的能量为

$B(\mathrm{\λ},T)=\frac{{2\mathrm{hc}}^2}{{\mathrm{\λ}}^5}\frac{1}{e^{\frac{\mathrm{hc}}{\mathrm{k\λT}}}-1}---\left(1\right)$

式中，B(λ,T)—黑体的光谱辐射亮度(W/(m·Sr·μm))，λ—辐射波长(μm)，T—黑体绝对温度(K，T＝t+273k)，C—光速(2.998×10⁸m/s)，h—普朗克常数(6.626×10^-34J·S)，k—波尔兹曼常数(1.380×10^-23J/K)。

由此得到维恩位移定律，即在一定温度下，黑体的谱辐射亮度存在一个极值，这个极值由温度完全确定：

λ_m·T＝2898(μm·K)   (2)

λ_m—最大黑体谱辐射亮度处的波长(μm)

将普朗克辐射定律的B(λ,T)对所有的波长积分，同时也对各个辐射方向积分，即可得到斯特番—波耳兹曼定律。该定律指出，绝对温度为T的黑体单位面积在单位时间内向空间各方向辐射出的总能量B(T)为

B(T)＝σT⁴(W/m²)   (3)σ为Stefan-Boltzmann常数，等于5.67×10^-8W/(m²·K⁴)。

实际上并不存在理想的绝对黑体，但是可以根据上述规律来近似估算黑白交替排列的靶板红外辐射的有关特征参数，包括最大辐射亮度波长、辐射通量等，这些特征参数表征了靶板的辐射特性，表征了烟雾红外透过率的频谱特性，更重要的是可以作为红外相机选型的依据之一。

外部高温介质为液体，采用液体循环方式对水箱进行温度控制。

Claims (10)

1.用于红外成像测量的外场测试靶板，其特征是：靶板包括黑色水箱、白色水箱、绝热石棉、黑色水箱连接管、白色水箱连接管，所述黑色水箱与白色水箱依次交替排列间隔分布构成靶板，在黑色水箱与白色水箱之间有绝热石棉，间隔分布的黑色水箱之间用黑色水箱连接管连接，使靶板上所有黑色水箱联通；间隔分布的白色水箱之间用白色水箱连接管连接，使靶板上所有白色水箱联通。

2.根据权利要求1所述的用于红外成像测量的外场测试靶板，其特征是：所述的黑色水箱与外部高温槽连接，黑色水箱与外部高温槽形成环路。

3.根据权利要求1所述的用于红外成像测量的外场测试靶板，其特征是：所述的黑色水箱表面温度在50℃～80℃之间调节。

4.根据权利要求1所述的用于红外成像测量的外场测试靶板，其特征是：所述的白色水箱与外部低温槽连接形成循环，低温槽为白色水箱提供温度稳定的低温介质。

5.根据权利要求1所述的用于红外成像测量的外场测试靶板，其特征是：所述的靶板共有5块黑色区域，4块白色区域拼接而成。

6.根据权利要求1所述的用于红外成像测量的外场测试靶板，其特征是：所述的靶板在高为1.5m－1.8m，宽为1.6m－2m。

7.根据权利要求1所述的用于红外成像测量的外场测试靶板，其特征是：所述的靶板通过俯仰调节旋钮固定在高度调节支架上，俯仰调节旋钮调节靶板俯仰，调节范围在0～45°之间。

8.根据权利要求7所述的用于红外成像测量的外场测试靶板，其特征是：所述的高度调节支架采用304不锈钢制作。

9.根据权利要求1或7所述的用于红外成像测量的外场测试靶板，其特征是：所述的黑色水箱与白色水箱尺寸相同；所述的黑色水箱与白色水箱连接处用石棉绝热。

10.根据权利要求1或7所述的用于红外成像测量的外场测试靶板，其特征是：所述的黑色水箱表面喷涂黑哑光油漆，白色水箱表面喷涂白哑光油漆。