[发明专利]常温点源黑体

说明书

技术领域

本发明属于光学计量领域，涉及一种标准红外辐射源，尤其涉及一种常温点源黑体。

背景技术

一般常温黑体温度范围为-30℃～100℃，在这一温度范围内有两种类型的黑体可当作标准红外辐射源使用，一种是常温点源黑体，另一种是常温面源黑体。美国SBIR公司和EOI公司均有常温点源黑体产品，该产品包括圆柱形腔体以及附着在其上的液体循环组件，液体循环组件中的液体通过管道与外部温度控制系统相通，外部温度控制系统通过对液体温度的控制而实现对黑体的腔体进行加热、制冷，采用单个传感器进行单点温度测量。该种常温点源黑体的优点是温度稳定性好，发射率通常在0.997～0.999之间，一般作为实验室级的标准使用，适合在实验室中对被测设备进行检定、校准；然而，由于这种常温点源黑体采用的是液体驱动，需要较长的时间才能达到设定的温度点，而且体积较大，附件多，不适合外场携带和使用，也不适用于快速测试场合。通常，能用于外场测试的标准红外辐射源多为面源黑体，此类产品以美国EOI公司CES100系列黑体为代表，其发射率通常在0.95～0.98之间，比常温点源黑体的发射率要低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的问题，提供一种便于携带且适应于快速测量场合和外场试验的常温点源黑体。

为解决上述问题，本发明提供的常温点源黑体包括机箱、散热风扇、后支架、八个温度传感器、黑体腔体、n个环形驱动器、前支架、隔热圈、遮光罩和温控装置，3≤n≤9，每个环形驱动器含有m个半导体热电制冷片、m个散热片和一个圆形扎箍，5≤m≤10，后支架、前支架均为L型金属件，其长面板的中心均设有通孔；所述机箱为一个矩形空腔体，其一个最小侧面即前端面的中心设有螺纹孔，螺纹孔的四周均布有多个进风孔，后端面中心带有出风孔；所述黑体腔体为正m棱柱空腔体，其前端面中心设有依据常温点源黑体发射率指标确定的出瞳孔，前端侧壁沿轴向设有四个插槽，其中两个相对的插槽深入到腔体壁的中间位置，另两个相对插槽的深度和所述温度传感器的长度相等，黑体腔体的内腔形状为圆柱和圆锥组合状，圆锥位于黑体腔体的后端且圆锥角为θ，30°≤θ≤50°，黑体腔体的后端侧壁上均布设有与所述温度传感器长度相等的四个插槽，黑体腔体各外侧壁的宽度大于或等于半导体热电制冷片的长度，黑体腔体的棱数m由出瞳孔的面积、黑体腔体的材料和质量、以及环形驱动器的功率和体积来确定；所述m个散热片均是由多个宽度相等的矩形叶片以相间形式排列在一个矩形底板上而构成的扇形状结构体，矩形底板的长度与黑体腔体的外侧壁宽度相等，矩形底板的宽度与半导体热电制冷片的宽度相等，散热片首尾两个叶片之间的夹角为α且α=360°/m；每个环形驱动器中的m个散热片依次周向相邻，并用圆形扎箍包络固定后构成一个外环为圆形内环为m边形的环状体，内环的m个平面上各粘接一个半导体热电制冷片，m个半导体热电制冷片通过导线串联；所述隔热圈为中心带有通孔的凸字形圆柱体，该通孔的直径和出瞳孔的直径相等；所述遮光罩含有三个直径不等的圆柱体且大、中、小直径圆柱体依次排列，遮光罩带有轴向中心通孔，轴向中心通孔的直径和所述隔热圈的通孔直径相同，遮光罩的最小直径圆柱体上设有外螺纹；所述n个环形驱动器依次固连套在所述黑体腔体的外壁上而构成常温点源黑体的内胆，相邻环形驱动器之间留有间隙，n个环形驱动器的正负极引线并联或串联；所述散热风扇安装在所述机箱后端面的出风孔处，所述内胆通过所述后支架和所述前支架安装在机箱内，其中，黑体腔体的前、后端面分别与前、后支架的长板固连，前、后支架的短板均和机箱底板固连，黑体腔体的八个插槽中各插入一个温度传感器，各温度传感器的引线和内胆的正负极引线分别和温控装置的相应接口相连，所述隔热圈的小圆柱体与前支架的通孔固连且该小圆柱体的端面与黑体腔体的前端面接触，隔热圈大圆柱体的端面与机箱之间留有缝隙，遮光罩的外螺纹与机箱的螺纹孔连接且遮光罩的中直径圆柱体的端面定位在机箱的前端面处。

本发明的整体技术效果体现在以下几个方面。

(一)本发明采用五个由半导体制冷片、散热片组成的环形驱动器实现对常温点源黑体的温度控制，与现有采用液体驱动方式实现对常温点源黑体的温度控制相比，环形驱动器的体积小、质量轻、升降温速度快，便于携带且适应于快速测量场合和外场试验使用。