CN206074130U - 标准黑体辐射源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种标准黑体辐射源，包括机箱，机箱前端设有黑体面源腔体，黑体面源腔体内设有温度传感器，在机箱内部位于黑体面源腔体后端设有半导体加热制冷模块，黑体面源腔体、温度传感器以及半导体加热制冷模块均包覆在保温层内；机箱后端内部设有风扇；机箱外壁上设有触摸屏；本实用新型还包括控温模块，控温模块通过电路分别连接触摸屏、半导体加热制冷模块以及温度传感器和风扇。本实用新型能够实现通过大尺寸黑体面源腔体提高校准精度，通过高精度控温电路和快速加热/制冷电路，大尺寸面源腔体的温度一致性和稳定性得到了有效保证。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种标准黑体辐射源，用于实验室中对红外温度计、辐射温度计以及各种辐射温度传感器和热像仪等的校准。
背景技术
随着科学技术的迅速发展，红外热像仪在军事和民用领域得到广泛应用，例如红外导引头超视距空空导弹、坦克红外瞄准具、红外肩扛式导弹、海警船红外观测仪、国家出入境红外人体体温筛查仪等，在所有的红外热成像仪中，都离不开对关键器件红外探测器的坏点校正和非线性校正；对于这类仪器的检定或者校准，大都是使用黑体腔进行。
而目前的黑体腔的面积都很小，一般在10公分以内，不论是红外温度计还是热成像仪，其被测量的物体都是一个面而不是一个点，因此在校准这类仪器时，如果校准源的面积过小，就会有相当一部分测试仪所辐射的区域没有在此范围内，势必造成测量误差的出现；而对于热成像仪需要多次校准来覆盖整个成像仪的面积，这就使得校准工作很麻烦。
有鉴于此，特提出本实用新型。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种标准黑体辐射源，提高校准精度、能够实现最大程度地覆盖红外温度计和热成像仪的辐射范围，使得校准工作简化。
为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：
一种标准黑体辐射源，包括机箱，机箱前端设有黑体面源腔体，黑体面源腔体内设有温度传感器，在机箱内部位于黑体面源腔体后端设有半导体加热制冷模块，黑体面源腔体、温度传感器以及半导体加热制冷模块均包覆在保温层内；机箱后端内部设有风扇；机箱外壁上设有触摸屏；本实用新型还包括控温模块，控温模块通过电路分别连接触摸屏、半导体加热制冷模块以及温度传感器和风扇。
更进一步的，上述标准黑体辐射源中，所述半导体加热制冷模块包括制冷板和加热板，制冷板和加热板均接触黑体面源腔体后端并被包覆在保温层内，并通过置于保温层外且位于机箱内的固态继电器电路连接至所述控温模块。
更进一步的，所述黑体面源腔体包括本体和有效面，所述本体为横向设置的金属圆柱，本体头端设有圆柱型空腔作为有效面辐射源；本体后端接触半导体加热制冷模块。
更进一步的，上述标准黑体辐射源中，所述有效面内径不小于155mm。
更进一步的，上述标准黑体辐射源中，所述黑体面源腔体为铝合金材料，表面喷涂高发射率材料层。
更进一步的，上述标准黑体辐射源中，所述黑体面源腔体设有端盖。
更进一步的，上述标准黑体辐射源中，箱体底部设有支撑地脚。
更进一步的，上述标准黑体辐射源中，触摸屏设置在黑体面源腔体下方的机箱外壁上。
采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
1、轻巧便携，操作简单。本实用新型标准黑体辐射源体积很小，携带或运输都很方便，既可以在实验室使用，也可以携带到现场使用，从而方便于那些红外温度计和热像仪的校准检定工作。
2、能够实现大尺寸面源腔体提高校准精度；能够最大程度地覆盖红外温度计和热成像仪的辐射范围，从而提高了校准的精度，同时由于可以覆盖热成像仪的辐射面积，也使得校准简单化了。
3、大尺寸面源腔体的温度一致性和稳定性非常好，从而保证了校准的可靠性。
附图说明
图1是本实用新型一种标准黑体辐射源的结构示意图；
图2是图1所示标准黑体辐射源的电路框图；
图3是图1中所示标准黑体辐射源部件间信号流向图；
图4是黑体面源腔体的前端适配的端盖结构示意图。
图5是图1中所示标准黑体辐射源的工作流程图。
图中：
1-机箱、2-黑体面源腔体、21-本体、22-有效面、3-温度传感器、4-半导体加热制冷模块、41-制冷板、42-加热板、5-保温层、6-风扇、7-触摸屏、8-控温模块、9-电源模块、10-端盖、11-固态继电器、12-支撑地脚。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明，以助于理解本实用新型的内容。
如图1-5所示，一种标准黑体辐射源，包括机箱1，机箱1前端设有黑体面源腔体2，黑体面源腔体2内设有温度传感器3，在机箱1内部位于黑体面源腔体2后方的位置半导体加热制冷模块4，黑体面源腔体2、温度传感器3以及半导体加热制冷模块4均包覆在保温层5内，所述保温层5为本领域常规保温隔热材料层；机箱1后端内部设有风扇6；机箱1外壁上设有触摸屏7，本实用新型将触摸屏7设置在黑体面源腔体2下方，便于显示和控制输入温度值；本实用新型还包括高精度控温模块8，控温模块8通过电路分别连接触摸屏7、半导体加热制冷模块4以及温度传感器3和风扇6；机箱1内设置电源模块9为整机供电；机箱1底部设有支撑地脚12。
所述半导体加热制冷模块4包括制冷板41和加热板42，制冷板41和加热板42均接触黑体面源腔体2后端并被包覆在保温层5内，并通过置于保温层5外、机箱1内的固态继电器10电路连接至高精度控温模块8，进行温度的调节；本实用新型采用半导体加热制冷技术，使用大功率加热制冷模块接收高精度的控温模块8的指令，实现对黑体面源腔体2的加热和制冷，使面源的均匀性更高，稳定性高，无噪声且节能环保，相对于传统的压缩机制冷这种不但需要制冷剂，并且体积大、控温难度高的制冷技术，本实用新型更加体积小且便于携带使用。
具体的，所述黑体面源腔体2包括本体21和有效面22，所述本体21为横向设置的导热良好的金属圆柱，本体21头端设有圆柱型空腔作为有效面22辐射源，有效面22内径不小于155mm；本体21后端接触半导体加热制冷模块4；由于本实用新型其超大尺寸有效面源，能够最大程度地覆盖红外温度计和热成像仪的辐射范围，因此提高了校准的精度，同时由于可以覆盖热成像仪的辐射面积，也使得校准简单化了；黑体面源腔体2本体21采用高导温的铝合金材料，有效面22的表面进行粗加工处理，然后喷涂高发射率材料，黑体面源腔体2被制冷板41制冷或被加热板42加热，高导热系数铝合金材料实心圆柱体将黑体面源腔体2的有效面22置于均匀温场里，保证有效面22温度一致。
控温模块8能够进一步保证面源腔体的校准精度，由于高精度的控温模块技术已经是相当成熟的技术，因此，本实用新型采用市场上高精度的任意适合控温模块；有高精度PT100铂电阻温度传感器3采集面源温度信号传给高精度的控温模块8快速达到设定点保持恒温。
本实用新型通过大尺寸黑体面源腔体2采用半导体加热制冷技术，相对于传统的用加热丝直接加热有色金属面源，均匀性更好，从而提高了校准的可靠；大尺寸面源腔体扩大测温范围，使校准红外温度计和热像仪-15℃～120℃的温度范围，发射率0.9～1.00可调节。
所述触摸屏7优选采用7寸触摸屏7，用于显示实测温度、设定温度、设定发射率、保存发射率数据、发射率计算公式、温度校正数据，完成系统的温度显示、设定、计算、校准。
将控温模块8采集的数据以实时形式显示面源温度，并能显示面源的升降温曲线，对参数进行设定，可以完成各种功能的操作，通过485接口发送给高精度控温模块8各种参数，读取控温模块数据采集值；可以与电脑连接将采集的数据传到计算机用于数据处理、分析、存储，也可以接受计算机控制实现各种功能操作。
所述黑体面源腔体2适配设有端盖10。
具体实施时，接通电源，开启设备，进行初始化，然后在触摸屏7上设定温度值和发射率，并将设定的这些数据信息下传给控温模块8，控温模块8将收到的设定温度与温度传感器3测量的温度进行比较，设定温度高于测量温度则电路控制制冷板制冷，反之，设定温度低于测量温度则电路控制加热板加热，如此，直至黑体面源腔体2达到设定温度，之后触摸屏7芯片计算发射率是否与设定发射率一致，并将黑体面源腔体2的实时温度显示在触摸屏上；如实际发射率与设定发射率不一致，可再次调整温度值。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种标准黑体辐射源，包括机箱，其特征在于：机箱前端设有黑体面源腔体，黑体面源腔体内设有温度传感器，在机箱内部位于黑体面源腔体后端设有半导体加热制冷模块，黑体面源腔体、温度传感器以及半导体加热制冷模块均包覆在保温层内；机箱后端内部设有风扇；机箱外壁上设有触摸屏；还包括控温模块，控温模块通过电路分别连接触摸屏、半导体加热制冷模块以及温度传感器和风扇。
2.根据权利要求1所述的标准黑体辐射源，其特征在于：所述半导体加热制冷模块包括制冷板和加热板，制冷板和加热板均接触黑体面源腔体后端并被包覆在保温层内，并通过置于保温层外且位于机箱内的固态继电器电路连接至所述控温模块。
3.根据权利要求1所述的标准黑体辐射源，其特征在于：所述黑体面源腔体包括本体和有效面，所述本体为横向设置的金属圆柱，本体头端设有圆柱型空腔作为有效面辐射源；本体后端接触半导体加热制冷模块。
4.根据权利要求3所述的标准黑体辐射源，其特征在于：所述有效面内径不小于155mm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的标准黑体辐射源，其特征在于：所述黑体面源腔体为铝合金材料，表面喷涂高发射率材料层。
6.根据权利要求1-4任一项所述的标准黑体辐射源，其特征在于：所述黑体面源腔体设有端盖。
7.根据权利要求1-4任一项所述的标准黑体辐射源，其特征在于：机箱底部设有支撑地脚。
8.根据权利要求1-4任一项所述的标准黑体辐射源，其特征在于：触摸屏设置在黑体面源腔体下方的机箱外壁上。
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