[发明专利]一种面辐射源黑体

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对红外测温、红外成像等各种形式的辐射探测器进行标定的黑体，尤其是涉及一种面辐射源黑体。

背景技术

一切温度高于绝对温度（-273℃）的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量，物体的红外辐射特性、辐射能量的大小和波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系。因此通过测量物体自身辐射的红外能量，便能准确地测定它的表面温度，这是红外辐射测温所依据的客观基础。

黑体是一种理想物体，它的发射率和吸收率都为1，即能在任何温度下全部吸收所有波长的辐射，并能最大限度地发出辐射。在现实中并不存在理想的黑体。但可以用某种装置近似地代替黑体。

一个带有小孔的密闭空腔，并且小孔相对于空腔足够小，不会妨碍空腔内的平衡。在温度T下，空腔壁也跟其他固体一样，不断辐射电磁波，腔内形成一辐射场，经过一定时间，腔内的辐射场与腔壁达到了热平衡。这时平衡辐射的性质只依赖于温度，与腔壁的其他性质无关。由于小孔是腔上的一部分，也处于同样的温度，因此，小孔的辐射性质就代表了空腔内的辐射性质。这个小孔的辐射可以看做是黑体辐射，它的发射率非常接近1，这样的空腔被称为黑体空腔。可以将空腔上的小孔近似地看成黑体。黑体受热以电磁波的形式向外辐射能量，是一种理想的辐射源，被称为黑体辐射源。

黑体辐射的辐射光谱中不同辐射亮度可用来标定温度，在实际应用中，把黑体辐射源用于对红外测温、红外成像等各种形式的辐射探测器进行标定。黑体辐射源近几十年来随着红外测温技术的发展而取得了飞速的发展，温度均匀性是黑体辐射源的重要指标之一，是黑体辐射源设计的重要方面。

传统的黑体空腔一般都被制成具有简单几何形状的腔体，但是简单的黑体空腔往往开口较小，适用于中、高温条件下工作，为了满足中低温条件下工作的要求，人们将辐射源表面做成复杂的表面（如环形V型槽和蜂窝状表面），称为面辐射源，这样的黑体被称做面辐射源黑体。

现有技术中，面辐射源黑体主要通过加热丝或加热棒进行加热，加热过程中通过风冷或水冷进行降温，以实现面辐射源在一个相对恒定的温度下进行工作。但是这种加热及冷却的方式无法在低温下做到室温以下，且降温时间长，并且导致加热的面均匀性不好。另外，现有面辐射源黑体大多数是控制部分与辐射源为相对独立的部件，中间需要通过电缆连接，移动比较麻烦。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种面辐射源黑体，可以将面辐射源温度降到比室温低10℃的低温，并且本发明控制部分与面辐射源共同设置在同一个壳体内，成一体化结构，结构紧凑，体积小，便于携带移动。

本发明为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种面辐射源黑体，包括黑体辐射面组件、数显温控仪、为黑体辐射面组件及数显温控仪供电的电源模块以及接受数显温控仪的指令进行通断的继电器组，所述的黑体辐射面组件包括辐射面、半导体制冷片组、散热系统以及热电偶，半导体制冷片组夹在辐射面和散热系统之间，用于检测辐射面温度的热电偶与数显温控仪相连接，所述的半导体制冷片组通过由数显温控仪控制的继电器组与电源模块连接，并藉由继电器组的通断切换施加在半导体制冷片组上的电流方向。

进一步地，所述的散热系统包括散热器和风扇，所述的风扇与电源模块连接。

进一步地，所述的继电器组包括第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器，其中第一继电器和第四继电器的控制端与数显温控仪的一对温控输出接线脚连接，第二继电器和第三继电器的控制端与数显温控仪的另外一对温控输出接线脚连接，所述半导体制冷片组的一侧引线通过第一继电器和第三继电器分别连接至电源模块输出端的正极和负极，半导体制冷片组的另一侧引线通过第二继电器和第四继电器分别连接至电源模块输出端的正极和负极。

进一步地，所述的第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器均为固态继电器。

进一步地，所述电源模块输出电压为24V。

进一步地，所述的半导体制冷片组中设有四片呈田字形排列的半导体制冷片，所述的热电偶设置在四片半导体制冷片的交界处。

进一步地，所述的四片半导体制冷片两个一组，分别串联后，两组之间并联连接。

进一步地，还包括一个壳体，所述的黑体辐射面组件、数显温控仪、电源模块、以及继电器组均设置在壳体内。

本发明的有益效果是：