RU113330U1

RU113330U1 - SOURCE OF INFRARED RADIATION

Info

Publication number: RU113330U1
Application number: RU2011142835/07U
Authority: RU
Inventors: Александр Васильевич Жучков; Алексей Яковлевич Кононов; Петр Алексеевич Москвин; Елена Германовна Маныкина; Юлия Игоревна Штыкова
Priority date: 2011-10-24
Filing date: 2011-10-24
Publication date: 2012-02-10

Abstract

Заявляемая полезная модель «Источник инфракрасного излучения» относится к приборостроению, в частности, к источникам света, используемым в оптических и физических приборах для экспериментальной проверки, настройки, юстировки инфракрасной (ИК) оптико-электронной аппаратуры различного назначения, осуществляющей поиск излучателя и/или наблюдение за ним в большом поле обзора. Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что в известном источнике ИК-излучения, содержащем излучающую пластину с датчиком температуры, радиатор, обеспечивающий рассеивание мощности, выделяемой термоэлектрическим преобразователем, и блок управления температурой, последовательно установленные радиатор, термоэлектрический преобразователь, излучающая медная пластина и датчик температуры жестко связаны между собой посредством теплопроводящего клея с образованием единого модуля. Технический результат заключается в расширении эксплуатационных возможностей устройства за счет достижения стабильных спектральных характеристик во времени в широком спектральном диапазоне, а также увеличении его надежности за счет жесткости конструкции. The inventive utility model "Infrared radiation source" refers to instrumentation, in particular, to light sources used in optical and physical devices for experimental verification, tuning, alignment of infrared (IR) optical-electronic equipment for various purposes, searching for the emitter and / or observation behind him in a large field of view. The essence of the claimed technical solution lies in the fact that in a known source of infrared radiation containing a radiating plate with a temperature sensor, a radiator that provides power dissipation emitted by a thermoelectric converter, and a temperature control unit, a radiator in series, a thermoelectric converter, an emitting copper plate and a sensor temperatures are rigidly interconnected by means of heat-conducting glue with the formation of a single module. The technical result is to expand the operational capabilities of the device by achieving stable spectral characteristics over time in a wide spectral range, as well as increasing its reliability due to the rigidity of the structure.

Description

Полезная модель относится к приборостроению, в частности, к источникам света, используемым в оптических и физических приборах для экспериментальной проверки, настройки, юстировки инфракрасной (ИК) оптико-электронной аппаратуры различного назначения, осуществляющей поиск излучателя и/или наблюдение за ним в большом поле обзора.The utility model relates to instrumentation, in particular, to light sources used in optical and physical devices for experimental verification, tuning, alignment of infrared (IR) optoelectronic equipment for various purposes, searching for and / or observing a radiator in a large field of view .

Известен ИК-источник излучения, описанный в заявке на изобретение №92010992/07, F21K 7/00, опубл. 20.01.1995 г. ИК-источник излучения содержит излучающее керамическое тело, внутри которого размещен нагревательный элемент, выполненный из платины, при этом керамическое тело состоит из материала, включающего окись алюминия, каолин и окись хрома.Known infrared radiation source described in the application for the invention No. 92010992/07, F21K 7/00, publ. 01/20/1995, the infrared radiation source contains a radiating ceramic body, inside which is placed a heating element made of platinum, while the ceramic body consists of a material including aluminum oxide, kaolin and chromium oxide.

Недостатком такого решения является его высокая стоимость, т.к. в качестве излучателя использован дорогостоящий металл - платина.The disadvantage of this solution is its high cost, because An expensive metal, platinum, was used as a radiator.

Наиболее близким по конструкции к заявляемой полезной модели является ИК-источник излучения, описанный в заявке 2010136493, опубл. 27.07.2011 г, кл. G01J 5/02, "Модель черного тела». Данный прототип содержит корпус, источник излучения из керамического алмазосодержащего композиционного материала с микро- и наноалмазными зернами, выполненный в форме пластины и снабженный датчиками температуры, термоэлектрический преобразователь, радиатор, обеспечивающий рассеивание мощности, выделяемой термоэлектрическим преобразователем, и устройство управления температурой, через которое (при помощи датчиков температуры) замыкается обратная связь на термоэлектрический преобразователь.The closest in design to the claimed utility model is an infrared radiation source described in application 2010136493, publ. 07.27.2011 g, class G01J 5/02, “Blackbody model.” This prototype comprises a housing, a radiation source made of ceramic diamond-containing composite material with micro- and nanodiamond grains, made in the form of a plate and equipped with temperature sensors, a thermoelectric converter, a radiator that provides dissipation of power emitted by thermoelectric a converter, and a temperature control device through which (using temperature sensors) the feedback to the thermoelectric converter is closed.

Недостатком известного источника ИК-излучения является ограниченная область использования, что связано с невозможностью обеспечения широкого температурного диапазона.A disadvantage of the known source of infrared radiation is the limited area of use, which is associated with the inability to provide a wide temperature range.

Задачей настоящей полезной модели является создание источника, излучающего электромагнитные волны в инфракрасной области спектра для обнаружения ИК-системами.The objective of this utility model is to create a source that emits electromagnetic waves in the infrared region of the spectrum for detection by infrared systems.

Технический результат выражается в расширении эксплуатационных возможностей за счет достижения стабильных спектральных характеристик во времени в широком спектральном диапазоне, а также увеличении его надежности за счет жесткости конструкции.The technical result is expressed in the expansion of operational capabilities by achieving stable spectral characteristics over time in a wide spectral range, as well as increasing its reliability due to structural rigidity.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном источнике ИК-излучения, содержащем излучающую пластину с датчиком температуры, радиатор, обеспечивающий рассеивание мощности, выделяемой термоэлектрическим преобразователем, и блок управления температурой, последовательно установленные радиатор, термоэлектрический преобразователь, излучающая медная пластина и датчик температуры жестко связаны между собой посредством теплопроводящего клея с образованием единого модуля.The specified technical result is achieved by the fact that in a known source of infrared radiation containing a radiating plate with a temperature sensor, a radiator that provides power dissipation emitted by the thermoelectric converter, and a temperature control unit, sequentially installed radiator, thermoelectric converter, the radiating copper plate and the temperature sensor are rigidly interconnected by means of heat-conducting glue with the formation of a single module.

Для пояснения сущности заявленной полезной модели на чертеже представлен общий вид устройства.To clarify the essence of the claimed utility model, the drawing shows a General view of the device.

Источник ИК-излучения содержит последовательно установленные радиатор 1, термоэлектрический преобразователь 2, выполненный в виде элемента Пельтье, излучающую медную пластину 3, датчик температуры 4, которые жестко связаны между собой посредством теплопроводящего клея, а также блок управления температурой излучающей пластины 5, включающий схему управления нагревом источника ИК-излучения 6, соединенную через усилитель с силовым каскадом 7 со схемой сравнения 8, входами подключенную к источнику опорного напряжения со встроенным вольтметром, и датчиком температуры 4.The IR radiation source comprises a radiator 1 installed in series, a thermoelectric converter 2, made in the form of a Peltier element, a radiating copper plate 3, a temperature sensor 4, which are rigidly interconnected by means of heat-conducting adhesive, and also a temperature control unit of the radiating plate 5, including a control circuit heating the IR source 6, connected through an amplifier with a power stage 7 with a comparison circuit 8, inputs connected to a reference voltage source with a built-in voltmeter m, and the temperature sensor 4.

Источник ИК-излучения питается от источника напряжения, подаваемого на термоэлектрический преобразователь 2, основанный на эффекте Пельтье и представляющий собой совокупность термопар, состоящих из последовательно соединенных между собой по току полупроводников р- и n- типа. При протекании постоянного электрического тока в цепи, состоящей из разнородных полупроводников, в местах их контактов выделяется тепловая энергия, которая нагревает контактирующую с термоэлектрическим преобразователем 2 излучающую медную пластину 3 с черным матовым покрытием, при этом термоэлектрический преобразователь 2 выполнен в виде двух элементов. Информация о температуре пластины, измеренная датчиком температуры 4 (приклеенная термопара АТА - 2008), передается на мультиметр АМ-1006 и отображается на его дисплее (на чертеже не показаны). При этом сигнал с датчика температуры 4 поступает на блок управления 5 температурой излучающей пластины 3. Блок управления 5, состоящий из схемы управления нагревом источника ИК-излучения 6, усилителя с силовым каскадом 7, схемы сравнения 8 и источника опорного напряжения со встроенным вольтметром 9, представляет собой, например, измерительную мостовую схему, действие которой основано на методе сравнения измеряемой величины (температуры) с опорной мерой (напряжением).The IR radiation source is powered by a voltage source supplied to the thermoelectric converter 2 based on the Peltier effect and representing a set of thermocouples consisting of p- and n-type semiconductors connected in series with each other over current. When a direct electric current flows in a circuit consisting of dissimilar semiconductors, thermal energy is released in the places of their contacts, which heats the radiating copper plate 3 with a matte black coating in contact with the thermoelectric converter 2, while the thermoelectric converter 2 is made in the form of two elements. Information about the plate temperature, measured by temperature sensor 4 (ATA-2008 glued thermocouple), is transmitted to the AM-1006 multimeter and displayed on its display (not shown in the drawing). In this case, the signal from the temperature sensor 4 is supplied to the temperature control unit 5 of the radiating plate 3. The control unit 5, consisting of a control circuit for heating the IR radiation source 6, an amplifier with a power stage 7, a comparison circuit 8 and a voltage reference with a built-in voltmeter 9, represents, for example, a measuring bridge circuit whose operation is based on the method of comparing the measured quantity (temperature) with a reference measure (voltage).

Данное устройство позволяет регулировать температуру нагрева медной пластины от 20°С до 80°С независимо от температуры окружающей среды, что обеспечивает стабильность спектральных характеристик во времени в широком спектральном диапазоне. Выполнение устройства в виде модуля увеличивает технологичность, надежность и эксплуатационные характеристики устройства.This device allows you to adjust the heating temperature of the copper plate from 20 ° C to 80 ° C, regardless of the ambient temperature, which ensures the stability of the spectral characteristics over time in a wide spectral range. The implementation of the device in the form of a module increases the manufacturability, reliability and operational characteristics of the device.

Claims

An infrared radiation source comprising a radiating plate with a temperature sensor, a radiator providing power dissipation emitted by the thermoelectric converter, and a temperature control unit, characterized in that the radiator in series, the thermoelectric converter, the radiating copper plate and the temperature sensor are rigidly interconnected by means of heat-conducting adhesive with the formation of a single module.