DE19549310A1 - Large-aperture, standard infra red radiator - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Infrarot-Eichstrahler und dessen Verwendung als Empfänger.The invention relates to an infrared calibration radiator and its use as Receiver.
Für die Eichung von Infrarot-Strahlungsempfängern, die z. B. in Pyrometern oder Thermographiesystemen eingesetzt werden, wie auch für Messungen an optischen Systemen ganz allgemein sind Eichstrahler bekannt, die dem physikalischen Modell des schwarzen Körpers nahekommen.For the calibration of infrared radiation receivers, e.g. B. in pyrometers or Thermography systems are used, as well as for measurements Optical systems in general are known calibration emitters that the come close to the physical model of the black body.
Ein schwarzer Körper ist ein Denkmodell, welches über sechs prinzipielle Eigenschaften verfügt:A black body is a thinking model that has six principal Features:
- - die maximale spezifische Ausstrahlung bei einer gegebenen Temperatur wird emittiert;- the maximum specific radiation at a given temperature is emitted;
- - Gleichverteilung (Isotropie) der Strahlung in einem von schwarzen Wänden umschlossenen Raum, unabhängig von Richtung und Lage des Strahlers;- Uniform distribution (isotropy) of radiation in one of black walls enclosed space, regardless of the direction and position of the spotlight;
- - maximale Emission für jede Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung;- maximum emission for each wavelength of electromagnetic radiation;
- - maximale Emission in jede Richtung der Ausstrahlung bei einer gegebenen Temperatur;- maximum emission in any direction of radiation for a given Temperature;
- - die totale spezifische Ausstrahlung ist lediglich eine Funktion der Temperatur, die spektrale spezifische Ausstrahlung ist eine Funktion der Wellenlänge und der Temperatur;- the total specific charisma is only a function of Temperature, the spectral specific radiation is a function of the Wavelength and temperature;
- - die prinzipiellen Größen der Strahlung sind für jede Wellenlänge, jede Temperatur und Richtung in Übereinstimmung mit den fundamentalen Gesetzen der Temperaturstrahlung.- The principal sizes of the radiation are for each wavelength, each Temperature and direction in accordance with the fundamental Laws of thermal radiation.
Derartige Strahler werden praktisch zumeist als Hohlraumstrahler ausgebildet. Ein allseitig geschlossener Hohlraum mit gleichmäßig temperierten Wänden verfügt über eine Öffnung, aus der die zu messende Strahlung austritt. Ihre Eigenschaft kommt den Eigenschaften eines schwarzen Strahlers sehr nahe, um so mehr, je größer die innere Oberfläche des Strahlers im Verhältnis zur Strahlaustrittsöffnung (kleine Apertur) ist. Tritt elektromagnetische Strahlung von außen durch die Öffnung ein, so wird diese fast vollständig absorbiert. Ein geringer Teil der elektromagnetischen Strahlung wird reflektiert und trifft auf einen anderen Bereich der inneren Oberfläche des Hohlraumstrahlers. Dort wird wieder der größte Teil der elektromagnetischen Strahlung absorbiert und ein kleiner Teil reflektiert. Die nach Mehrfachreflexion wieder austretende Strahlung ist sehr gering, im Idealfall tritt keine Reflexionsstrahlung wieder aus. Dann hängt die gesamte aus der Austrittsöffnung austretende elektromagnetische Strahlung nur von der Temperatur des Hohlraumstrahlers ab. Dies ist gleichbedeutend damit, daß der Emissionsgrad des Hohlraumstrahlers identisch i ist (Transmissions- und Reflexionsgrad sind identisch 0), wobei der Emissionsgrad ε das Verhältnis der spezifischen Ausstrahlung M, die der betreffende Strahler bei der Wellenlänge λ und der Temperatur T zu derjenigen Ausstrahlung MSK des schwarzen Körper, mithinSuch radiators are practically mostly designed as cavity radiators. A cavity closed on all sides with uniformly tempered walls has an opening from which the radiation to be measured emerges. Their properties come very close to the properties of a black radiator, the more the larger the inner surface of the radiator in relation to the beam outlet opening (small aperture). If electromagnetic radiation enters from outside through the opening, it is almost completely absorbed. A small part of the electromagnetic radiation is reflected and strikes another area of the inner surface of the cavity radiator. Most of the electromagnetic radiation is absorbed there again and a small part is reflected. The radiation emerging again after multiple reflection is very low, ideally no reflection radiation emerges again. Then the entire electromagnetic radiation emerging from the outlet opening depends only on the temperature of the cavity radiator. This is equivalent to the fact that the emissivity of the cavity radiator is identical i (transmission and reflectance are identical 0), the emissivity ε being the ratio of the specific radiation M that the radiator in question has at wavelength λ and the temperature T to that radiation M. SK of the black body, therefore
ε (λ, T)= M (λ, T)/MSK(λ, T)ε (λ, T) = M (λ, T) / M SK (λ, T)
ist.is.
Aus dem Funktionsprinzip ergibt sich, daß ein Hohlraumeichstrahler in Bezug auf seine strahlende Fläche recht groß ist, d. h. dieser ist im Feld- und Laborbetrieb, insbesondere auch unter Raumflugbedingungen unhandlich und für einige Anwendungen praktisch nicht einsetzbar weil Gewicht, Abmessungen und Energieverbrauch unvertretbar groß sind.From the operating principle it follows that a cavity emitter with respect to its radiant area is quite large, d. H. this is in field and laboratory operation, especially unwieldy under space flight conditions and for some Applications practically unusable because of weight, dimensions and Energy consumption is unacceptably large.
Diese Tatsache ist seit langem bekannt und es gibt daher zahlreiche Entwicklungen von Flächeneichstrahlern mit besonders strukturierten und geschwärzten Oberflächen.This fact has been known for a long time and there are therefore numerous Developments of surface emitters with particularly structured and blackened surfaces.
Aus der DE 42 34 471 ist z. B. ein Infrarot-Empfänger bekannt, der aus drei Schichten besteht. Die untere Schicht besitzt einen geringen Transmissionsgrad für die zu absorbierende Infrarotstrahlung. Diese absorbiert einen Teil der einfallenden Strahlung und reflektiert den nichtabsorbierten Anteil zurück in die darüberliegende mittlere Schicht. Die mittlere Schicht weist einen hohen Absorptions- und einen geringen Reflexionsgrad auf und dient vorwiegend zur Absorption. Die oberste Schicht dient zur Absorption der von oben auf die Vorrichtung einfallenden Strahlung und absorbiert bzw. reflektiert die von den unteren Schichten kommende Streustrahlung. Um den Reflexionsgrad der obersten Schicht zu verringern, ist eine Vertiefung vorgesehen, so daß es zu Vielfachreflexion innerhalb der Vertiefung kommt. Zur Erhöhung der empfangenen Strahlungsmenge können mehrere der zuvor beschriebenen Infrarotempfänger rasterförmig angeordnet und zusammengeschaltet werden.From DE 42 34 471 z. B. an infrared receiver known from three Layers. The lower layer has a low transmittance for the infrared radiation to be absorbed. This absorbs part of the incident radiation and reflects the non-absorbed portion back into the middle layer above. The middle layer has a high one Absorption and a low degree of reflection and is mainly used for Absorption. The top layer is used to absorb the top of the Device incident radiation and absorbed or reflected by the stray radiation coming from the lower layers. To reflectivity To reduce the top layer, a recess is provided so that it is too Multiple reflection comes within the recess. To increase the received Radiation amount can be several of the infrared receivers described above arranged in a grid and interconnected.
Aus der EP-A-0 463 906 ist ein Infrarotstrahlung absorbierender Körper bekannt, dessen Oberfläche mit thermoplastischem Kunststoff gebundene poröse Pigmentschichten aufweist, welche Strahlung von 20 bis 500 µm Wellenlänge absorbieren soll. Der Körper kann aus Aluminium oder Nickel bestehen, die poröse Oberfläche soll mit einer Rauheit von max. 200 µm ausgestattet sein und für die Pigmentierung kann schwarzer Kohlenstoff verwendet werden.From EP-A-0 463 906 an infrared radiation absorbing body is known the surface of which is bonded with thermoplastic synthetic porous Has pigment layers, which radiation from 20 to 500 microns wavelength should absorb. The body can be made of aluminum or nickel, the porous Surface should have a roughness of max. 200 µm and for Black carbon pigmentation can be used.
Nachteilig bei den bekannten Flächeneichstrahlern bzw. Empfängern ist, daß diese nicht die Güte von Hohlraumstrahlern erreichen.A disadvantage of the known surface emitters or receivers is that these do not achieve the quality of cavity lamps.
Aus der DE 34 45 677 A1 ist ein als Temperaturmeßgerät ausgebildeter Strahlungsempfänger mit einer Streustrahlung absorbierenden Abschirmung einer Meßöffnung beschrieben. Damit sollen Temperaturen an Gegenständen mit geringem Emissionsgrad gemessen werden. Die Art der Schwärzung der Abschirmung ist nicht offenbart.DE 34 45 677 A1 describes a temperature measuring device Radiation receiver with a shield absorbing stray radiation Measuring opening described. This is to allow temperatures on objects low emissivity can be measured. The type of darkness of the Shielding is not disclosed.
Aus der DE 42 21 037 A1 ist noch ein Thermosäulensensor bekannt, bei dem eine metallische strahlungsempfangende Fläche mit einer fotolithografisch strukturierbaren Lackschicht geringer Dicke belegt ist, die durch Zusätze, wie Kohlenstoff infrarote Strahlung absorbiert. Der Absorptionsgrad soll etwa 95% betragen, wobei die nicht direkt absorbierte Einstrahlung nach Reflexion an der metallischen Fläche absorbiert werden soll. Noch höhere Absorptionsgrade sind schwierig zu erreichen. Es ist auch zu berücksichtigen, daß offensichtlich der Absorptionsgrad auch Strahlung im Bereich des sichtbaren Lichtes umfaßt.From DE 42 21 037 A1 a thermopile sensor is also known, in which one Metallic radiation-receiving surface with a photolithographic structurable lacquer layer of low thickness is occupied by additives such as Carbon absorbs infrared radiation. The degree of absorption should be about 95% amount, the radiation not directly absorbed after reflection at the metallic surface to be absorbed. Even higher levels of absorption are difficult to reach. It should also be borne in mind that obviously the Degree of absorption also includes radiation in the range of visible light.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, einen Infrarot-Eichstrahler oder -Empfänger zu schaffen, der bei geringen Abmessungen und Gewicht den Strahlungseigenschaften eines schwarzen Körpers sehr nahe kommt. Dabei sind die fachspezifischen Randbedingungen für eine Anwendung unter Weltraumgegebenheiten zu berücksichtigen.The invention is therefore based on the problem of an infrared calibration radiator or -To create receivers that are small in size and weight Radiation properties of a black body comes very close. Are there the subject-specific boundary conditions for an application under Space considerations.
Erfindungsgemäß wird das Problem durch die Ansprüche 1 und 11 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention the problem is solved by claims 1 and 11. Further advantageous embodiments result from the subclaims.
Die Lösung sieht die Verwendung einer Vielzahl von oberflächenvergrößernden zusammengefügten Einzelelementen, die die Strahler- oder Empfängeroberfläche bilden vor. Dadurch wird die aktive Oberfläche vergrößert, ohne die Außenabmessungen oder das Gewicht des Infrarot-Eichstrahlers oder Empfängers wesentlich zu vergrößern. Die Einzelelemente bilden zusammen mit ihren benachbarten Einzelelementen zum einen eine Makrostruktur und gemeinsam eine Sub-Struktur als zusammenhängende Oberfläche, die die Wirkung von Reflexionsfallen haben und somit das Absorptionsverhalten des Strahlers bzw. Empfängers verbessert. Die Einzelelemente können sowohl für Flächenstrahler als auch für Hohlraumstrahler verwendet werden. The solution sees the use of a variety of surface enlarging assembled individual elements that the radiator or receiver surface educate before. This enlarges the active surface without the External dimensions or the weight of the infrared calibration radiator or receiver to enlarge significantly. The individual elements form together with theirs neighboring individual elements on the one hand a macro structure and together a sub-structure as a coherent surface that reflects the effect of Have reflection traps and thus the absorption behavior of the radiator or Receiver improved. The individual elements can be used both for panel radiators as well as for cavity emitters.
Dadurch, daß die Einzelelemente lösbar von der Basis ausgestaltet sind, können defekte Einzelelemente ausgetauscht werden, ohne den gesamten Infraroteichstrahler oder Empfänger auszutauschen. Außerdem kann so die Strahler- oder Empfängeroberfläche an die äußeren Bedingungen angepaßt werden. Durch eine galvanische Metallisierung, z. B. mit Nickel der Mantelflächen des Fügeteiles wird die thermische Kopplung der Einzelelemente erhöht. Durch die Ausbildung des Fügeteiles als symmetrisches Hexagon im Querschnitt ergibt sich eine besonders hohe Packungsdichte der Einzelelemente. Es ist nicht erforderlich, daß der gesamte Teil des nicht der Absorption dienenden Einzelelementes mit dem gleichen Querschnitt ausgestattet ist, sondern es reicht, wenn basisnahe Flächen oder andere Teile des Einzelelementes eine Vieleckform haben, so daß sie eng gepackt werden können. Die Spitze dieses Einzelelementes, d. h. der Absorberteil kann keglig oder pyramidenförmig ausgebildet sein und sollte eine Spitze aufweisen.The fact that the individual elements are detachable from the base can defective individual elements can be replaced without the entire Exchange infrared emitters or receivers. In addition, the Emitter or receiver surface adapted to the external conditions will. By galvanic metallization, e.g. B. with nickel of the lateral surfaces of the joining part, the thermal coupling of the individual elements is increased. Through the Formation of the joining part as a symmetrical hexagon in cross section results a particularly high packing density of the individual elements. It is not necessary, that the entire part of the non-absorption single element with is equipped with the same cross-section, but it is sufficient if close to the base Surfaces or other parts of the individual element have a polygonal shape, so that they can be packed tightly. The tip of this single element, i. H. of the The absorber part can be conical or pyramid-shaped and should be one Have tip.
Ein derartiger Eichstrahler oder -Empfänger kann Teil einer Meß- oder Kalibrationseinrichtung sein, wobei an sich bekannte Meßsysteme und oder Temperaturkonstanthalter additiv Anwendung finden, die dem Fachmann als solches bekannt sind. Bei exakter Ausführung der Erfindung werden Absorptionsgrade von < 98% erreicht. Praxistest haben diese Werte auch bei Wellenlängen von 0,9 bis 200 µm bestätigt.Such a calibration radiator or receiver can be part of a measuring or Be calibration device, known measuring systems and or Temperature stabilizers additively apply, which the specialist as such are known. If the invention is carried out exactly Absorption levels of <98% reached. Practical tests also have these values Wavelengths from 0.9 to 200 µm confirmed.
Dies ist offensichtlich nur möglich bei kombinierter regelmäßiger Makrostruktur der Oberfläche, ergänzt um eine für sich bekannte Mikrostruktur der exponierten Oberfläche. Auf die Mikrostrukturierung kann verzichtet werden, wenn spezielle Oberflächenbeschichtungen angewendet werden.This is obviously only possible with a combined regular macro structure of the Surface, supplemented by a known microstructure of the exposed Surface. Microstructuring can be dispensed with if special Surface coatings are applied.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert, wobei die Offenbarung gemäß den Ansprüchen ebenfalls heranzuziehen ist. Die Figuren zeigen:The invention is based on a preferred embodiment explained in more detail, the disclosure according to the claims also is to be used. The figures show:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Einzelelementes; Figure 1 is a side view of a single element.
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Strahler- oder Empfängeroberfläche und Fig. 2 is a plan view of the radiator or receiver surface and
Fig. 3 einen axialen Schnitt entlang der Linie A-A der Strahler- oder Empfängeroberfläche gemäß Fig. 2. Fig. 3 shows an axial section along the line AA of the antenna elements or receivers surface in FIG. 2.
In der Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Einzelelementes 1 dargestellt. Das Einzelelement 1 besteht aus einem Fügeteil 2 und einem einstrahlungsseitig spitzen Absorber 3. Das Fügeteil 2 ist ein schlankes Element, z. B. ein zylinderförmiger Stift mit symmetrischem Hexagon als Grundfläche oder Teil seiner Umfangsfläche 4, die vorzugsweise galvanisch metallisiert, insbesondere vernickelt ist. Der Absorber 3 ist ein Kegel, dessen Mantelfläche 5 mit einer Infrarotstrahlung absorbierenden Masse oder Farbe beschichtet ist. Das sich aus Fügeteil 2 und Absorber 3 zusammensetzende Einzelelement 1 hat somit eine Form ähnlich einem angespitzten Bleistift. Das Fügeteil 2 ist mit einer nichtdargestellten Basis verbunden. Diese Verbindung kann lösbar ausgestaltet sein, z. B. durch Verschraubungen, Nut und Feder oder Steckverbindungen. Diese Aufzählung ist nicht abschließend, da die Wahl der geeigneten Verbindung von den Abmessungen des Einzelelementes 1 und anderen Erfordernissen abhängig ist. Das Fügeteil 2 und der Absorber 3 können sowohl einstückig als auch zweistückig ausgeführt sein. Als Grundmaterial für das Fügeteil 2 und den Absorber 3 kann z. B. Graphit Anwendung finden. Bei der zweistückigen Ausführungsform können aber auch unterschiedliche Materialien, insbesondere Metalle als Grundmaterial, für das Fügeteil 2 und den Absorber 3 zur Anwendung kommen.In Fig. 1 is a side view of a single element 1 is shown. The individual element 1 consists of a joining part 2 and an absorber 3 which is pointed on the irradiation side. The joining part 2 is a slim element, e.g. B. a cylindrical pin with a symmetrical hexagon as the base or part of its peripheral surface 4 , which is preferably galvanized, in particular nickel-plated. The absorber 3 is a cone, the outer surface 5 of which is coated with an infrared radiation-absorbing mass or color. The individual element 1 composed of the joining part 2 and the absorber 3 thus has a shape similar to a sharpened pencil. The joining part 2 is connected to a base, not shown. This connection can be designed releasably, for. B. by screw connections, tongue and groove or plug connections. This list is not exhaustive, since the choice of the suitable connection depends on the dimensions of the individual element 1 and other requirements. The joining part 2 and the absorber 3 can be made in one piece or in two pieces. As the base material for the joining part 2 and the absorber 3 z. B. Find graphite application. In the two-part embodiment, however, different materials, in particular metals as base material, can also be used for the joining part 2 and the absorber 3 .
Die Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Strahler - oder Empfängeroberfläche. Eine Vielzahl von Einzelelementen 1 ist zusammengeschaltet. Ein Einzelelement 1 ist von sechs weiteren Einzelelementen 1 umgeben. Wird der Infraroteichstrahler oder Empfänger als Flächenstrahler ausgeführt, so bricht die Periodizität an den Rändern ab. Fällt Infrarotstrahlung auf eine Mantelfläche 5 eines Absorbers 3, so wird der größte Teil der Strahlung von der Beschichtung des Absorbers 3 absorbiert. Der restliche Anteil der Strahlung wird reflektiert (Vernachlässigung der Transmission) und fällt auf die Mantelfläche 5 eines benachbarten Einzelelementes 1 bzw. Absorbers 3. Dort wird wieder der größte Anteil der zuvor reflektierten Strahlung absorbiert und der restliche Anteil reflektiert. Dieser Vorgang setzt sich so lange fort, bis reflektierte Strahlung nicht mehr auf die Mantelfläche 5 eines Absorbers trifft. . The Figure 2 shows a plan view of the radiator - or receiver surface. A large number of individual elements 1 are interconnected. A single element 1 is surrounded by six further individual elements 1 . If the infrared emitter or receiver is designed as a surface emitter, the periodicity breaks off at the edges. If infrared radiation falls on an outer surface 5 of an absorber 3 , the majority of the radiation is absorbed by the coating of the absorber 3 . The rest of the radiation is reflected (neglecting the transmission) and falls on the lateral surface 5 of an adjacent individual element 1 or absorber 3 . The largest portion of the previously reflected radiation is absorbed again and the remaining portion is reflected. This process continues until reflected radiation no longer strikes the outer surface 5 of an absorber.
Die Fig. 3 zeigt einen axialen Schnitt entlang der Linie A-A gemäß Fig. 2 durch den Infrarot-Eichstrahler oder -Empfänger, wobei schraffiert geschnittene Einzelelemente 1 dargestellt sind. Jeweils benachbarte Absorber 3 bilden Täler in denen die Mehrfachreflexionen stattfinden. Je schlanker der Spitzenwinkel des Absorbers ist, desto besser ist es das Absorptionsvermögen des Eichstrahlers bzw. dessen Oberfläche. Die Grenze einer derartigen konstruktiven Gestaltung bildet natürlich der zunehmende Herstellungsaufwand und die Empfindlichkeit gegen mechanische Belastung. FIG. 3 shows an axial section along the line AA according to FIG. 2 through the infrared calibration radiator or receiver, with individual elements 1 shown hatched. Neighboring absorbers 3 each form valleys in which the multiple reflections take place. The slimmer the tip angle of the absorber, the better the absorption capacity of the calibration radiator or its surface. The limit of such a design is of course the increasing manufacturing costs and sensitivity to mechanical stress.
Die Grundfläche des Fügeteiles 2 kann als n-seitiges, symmetrisches Vieleck ausgeführt sein. Insbesondere als Infrarot-Eichstrahler erhöht ein Vieleck die Isotropie der von dem Eichstrahler ausgesandten Strahlung.The base of the joining part 2 can be designed as an n-sided, symmetrical polygon. In particular as an infrared calibration radiator, a polygon increases the isotropy of the radiation emitted by the calibration radiator.
Zur Erhöhung der Absorptionsgrade kann die Mantelfläche 5 noch in an sich bekannter Weise eine, z. B. fotolithografisch erzeugte Mikrostruktur oder Rauhigkeit aufweisen. Durch Teil- oder Ganz-Beschichtung der durch die Einzelelemente erzeugten Oberfläche können auch die Fügestellen zwischen den Einzelelementen mit Absorbermasse überdeckt werden.In order to increase the degrees of absorption, the lateral surface 5 can also have a z. B. photolithographically generated microstructure or roughness. By partially or completely coating the surface created by the individual elements, the joints between the individual elements can also be covered with absorber material.
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|---|---|
| DE (1) | DE19549310C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19845423A1 (en) * | 1998-10-02 | 2000-04-13 | Fraunhofer Ges Forschung | Hot spotlight |
| US7253400B2 (en) | 2002-03-08 | 2007-08-07 | Selex Sensors And Airborne Systems Limited | Calibration of infra red cameras |
| DE202010010337U1 (en) | 2010-07-17 | 2010-10-14 | Astro- Und Feinwerktechnik Adlershof Gmbh | Infrared calibration emitter with large aperture |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004032457B3 (en) * | 2004-06-30 | 2006-02-02 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Standard infrared radiator for calibrating pyrometers etc has large aperture of heat conductive material a conical structure and asymmetry to give multiple reflections |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE486245C (en) * | 1928-03-01 | 1929-11-14 | Neue Gluehlampen Ges M B H | Spherical or ellipsoidal luminaire for electric light bulbs |
| DE1489356B2 (en) * | 1962-12-21 | 1971-08-15 | LONG DISTANCED LIGHT SOURCE FOR GENERATING AND EMISSING POLYRIZED LIGHT RADIATION | |
| US4575631A (en) * | 1983-08-12 | 1986-03-11 | International Standard Electric Corporation | Infra-red detector |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3445677A1 (en) * | 1984-12-14 | 1986-06-19 | Uranit GmbH, 5170 Jülich | RADIATION MEASURING PROBE FOR CONTACTLESS, EMISSION DEGREE-INDEPENDENT TEMPERATURE MEASUREMENT |
| FR2663753B1 (en) * | 1990-06-26 | 1992-10-09 | Aerospatiale | OPTICALLY ABSORBING BODY IN THE FIELD OF THE VISIBLE AND INFRARED, AND A MANUFACTURING METHOD. |
| DE4221037C2 (en) * | 1992-06-26 | 1998-07-02 | Heimann Optoelectronics Gmbh | Thermal radiation sensor |
| DE4234471C1 (en) * | 1992-10-13 | 1994-01-20 | Fraunhofer Ges Forschung | Device for absorbing infrared radiation |
-
1995
- 1995-12-29 DE DE19549310A patent/DE19549310C2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE486245C (en) * | 1928-03-01 | 1929-11-14 | Neue Gluehlampen Ges M B H | Spherical or ellipsoidal luminaire for electric light bulbs |
| DE1489356B2 (en) * | 1962-12-21 | 1971-08-15 | LONG DISTANCED LIGHT SOURCE FOR GENERATING AND EMISSING POLYRIZED LIGHT RADIATION | |
| US4575631A (en) * | 1983-08-12 | 1986-03-11 | International Standard Electric Corporation | Infra-red detector |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Patents Abstracts of Japan, E, 1994, 1488, S. 17, 5-258730, JP 5-258730 A * |
| Patents Abstracts of Japan, E, 1994, 1560, S. 308, 6-68855. JP 6-68855 A * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19845423A1 (en) * | 1998-10-02 | 2000-04-13 | Fraunhofer Ges Forschung | Hot spotlight |
| US7253400B2 (en) | 2002-03-08 | 2007-08-07 | Selex Sensors And Airborne Systems Limited | Calibration of infra red cameras |
| DE202010010337U1 (en) | 2010-07-17 | 2010-10-14 | Astro- Und Feinwerktechnik Adlershof Gmbh | Infrared calibration emitter with large aperture |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19549310C2 (en) | 1999-12-23 |
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