CN2212245Y - 黑体辐射源 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于红外技术领域，涉及对红外辐射 源的改进。

本实用新型公开的黑体辐射源，包括壳体、安装 在壳体内的腔芯、发热体、感温元件、壳体与腔芯之间 的绝热层，其特征在于，发热体是套在腔芯外的用铠 装热丝绕制的空心线圈，铠装热丝是将热丝装在耐热 钢管内，热丝与管壁之间填充耐高温绝缘氧化物。本 实用新型的优点是：腔芯温场的均匀度达到同类产品 的最高水平；可靠性高、寿命长；降低了功耗；在不高 于1000℃的温度下可以随时断电，不会损坏接头，方 便使用。

Description

本实用新型属于红外技术领域，涉及对红外辐射源的改进。

黑体辐射源是红外技术研究、红外辐射测量和各种红外产品生产、验收、定标等过程中的必要设备。在红外制导武器和技术装备的研制、生产和外场使用中都离不开黑体辐射源（以下简称为黑体）。一般的黑体由产生红外辐射的腔芯、套在腔芯外的绝缘陶瓷管、绕在陶瓷管上的加热丝、测量和敏感温度用的感温元件、保温隔热的绝热层构成黑体的内胆，装入壳体构成辐射源。根据需要还可以增加光阑组件和散热机构。根据工作温度范围一般可选用铜、不锈钢、粉末冶金、高温合金钢和石墨等材料制造腔芯，采用镍铬电热丝作为热丝，采用高铝硅酸盐或其耐火材料做绝缘和保温材料，感温元件常用铂电阻或热电偶。目前国内外同类产品的情况见下表：

	美国EO公司	美国工业公司	以色列CI公司	上海技物所
					工作温度	50～1000℃	50～1000℃	50～1000℃	50～1000℃
腔芯直径（mm)	φ25.5	φ25.5	φ25.5	φ25
					积分发射率	0.99±0.01	0.99±0.01	0.99±0.01	0.99±0.01
温场均匀性	±1℃	±10℃	±3℃	≮±1℃
					加热体	电阻丝	电阻丝	电阻丝	电阻丝
温度稳定度℃/H	±0.25	±1	0.25	±0.3
					电源	115/230V	115/230V	115/230V	220V
控制精度	0.3%	0.5%	0.3%	0.3%
					风扇断电温度	≯200℃	200℃	≯200℃	≯200℃

现有的黑体的加热体是套在腔芯外部的绕有裸露的电热丝的陶瓷管，其缺点是：第一、绕在陶瓷管上的热丝定位困难，丝距不易调整，影响腔芯温场的均匀性。第二、电热丝容易氧化和损伤，可靠性差，寿命短。第三、作为电热丝骨架的陶瓷管增加了加热质量从而增大了功耗。第四、现有的黑体在200℃以上时风扇不能停，如果由于意外的原因停电，其热丝与引出线的接头部很容易损坏。

本实用新型的目的是提出一种带有新型加热体的黑体，该加热体的热丝与空气隔绝并具有足够的刚性，在加热过程中和冷却状态下均保持预定的形状，这样可以省掉陶瓷管，使加热体与腔芯直接接触，节省功耗。同时便于调整加热体线圈的间距，使腔芯温场的均匀度提高。所采用的新加热体能减少热丝的物理和化学损伤，增加其寿命和可靠性。

本实用新型的技术方案是：一种黑体辐射源，包括壳体、安装在壳体内的腔芯、发热体、感温元件、壳体与腔芯之间的绝热层，其特征在于，发热体是套在腔芯外的用铠装热丝绕制的空心线圈，铠装热丝是将热丝装在耐热钢管内，热丝与管壁之间填充耐高温绝缘氧化物。

本实用新型的优点是：第一、腔芯温场的均匀度达到同类产品的最高水平。这是由于发热体采用铠装技术绕制，不论是加热状态还是冷却状态，线圈的匝间距离能保持不变，因此能精确地进行调整并保持性能稳定。第二、采用铠装技术保护了热丝不会受到物理和化学损伤，可靠性高、寿命长。第三、节省了陶瓷管，降低了功耗。第四、在不高于1000℃的温度下可以随时断电，不会损坏接头，方便使用。

附图说明。图1是本实用新型的结构图，也是一个实施例。图2是单管平绕的铠装发热体结构图。图3是双管并绕铠装发热体结构 图。图4是图3局部Ⅰ的剖面图。图5是图3局部Ⅱ的剖面图。下面结合附图给出的实施例详细说明本实用新型的结构。

参见图1，在壳体1中有腔芯8、套在腔芯上的铠装的发热体4、包裹着腔芯和发热体的绝缘隔热材料7。发热体的端部引出线通过接线板9接到插座2。壳体内还有风扇3，壳体外有手柄5和冷屏6。感温元件安装在腔芯内，其输出也接到插座2。通过电缆将插座2与温控仪相连，向发热体供电，并接收感温元件的输出信号，使黑体的红外输出保持预定的水平。图2是在一根铠装管内平行套装两根热丝。铠装管10是耐高温合金管，两根热丝11之间和热丝与管壁之间填充耐高温绝缘氧化物，例如氧化铝。由一根铠装管平行绕制成单层线圈构成发热体，其一端的两个热丝端头焊接起来，再覆盖以氧化铝，最后将铠装管封闭焊牢。加热体的另一端有封装接头12，将热丝与引出线13相连。这种绕法叫单管平绕。另一种结构的铠装加热体示于图3。在铠装管10内仅有一根热丝（见图5），管壁16与热丝之间充满氧化铝17实现绝缘。图3的加热体采用双管并绕的形式。发热体是双管并绕的铠装热丝线圈，铠装管内有一根热丝，在发热体一端的两个铠装管端头相连形成360度的弯头，管内的热丝端头保持良好的电连接，在发热体的另一端的两根铠装管内的热丝端头分别通过封装接头与引出线相连。这种结构有利于提高发热体的耐压值，在同样的电压下，可以缩小铠装管的直径。

铠装热丝与引出线的连接处是容易发生损坏的地方。目前的同类产品大都采用环氧树脂封装，其耐温性能不高，200℃以上就要损坏。本实用新型的封装接头见图4，热丝11与引出线13焊接后，向封装接头内灌封耐高温无机胶，例如采用襄樊粘结技术研究所生产的C－2无机胶，其耐温可达1100℃，并有良好的绝缘性能。还可以选用其他牌号的无机胶，要求其绝缘电阻大于5M，并有高的耐温性能。为了将接头进一步密封，可以将封装接头的端头收口后与一个 略大于引出线的金属细管18焊接，引出线从该管伸出并与该管绝缘。

本实用新型的实施例所达到的性能如下：工作温度：50～1000℃；腔芯直径（mm）：φ25；积分发射率：0.99±0.01；温场均匀性：≯±1℃；加热体：铠装电阻丝；温度稳定度℃／H：±0.25；电源：220V；控制精度：0.1％；风扇断电温度：任意温度。

Claims (4)

1、一种黑体辐射源，包括壳体、安装在壳体内的腔芯、发热体、感温元件、壳体与腔芯之间的绝缘隔热层，其特征在于，发热体是套在腔芯外的用铠装热丝绕制的空心线圈，铠装热丝是将热丝装在耐热钢管内，热丝与管壁之间填充耐高温绝缘氧化物。

2、根据权利要求1所述的黑体辐射源，其特征在于，所说的发热体是单管平绕的铠装热丝线圈，铠装管内有平行而且相互绝缘的两根热丝，在发热体一端铠装管内的两根热丝的端头形成良好的电连接并被铠装管封闭，发热体另一端铠装管内的两根热丝端头通过封装接头分别与两根引出线相连。

3、根据权利要求1所述的黑体辐射源，其特征在于，所说的发热体是双管并绕的铠装热丝线圈，铠装管内有一根热丝，在发热体一端的两个铠装管端头相连形成360度的弯头，管内的热丝端头保持良好的电连接，在发热体的另一端的两根铠装管内的热丝端头分别通过封装接头与引出线相连。

4、根据权利要求2或3所述的黑体辐射源，其特征在于，所说的封装接头内的封装物是耐高温无机胶。