[发明专利]一种大口径球形高温面源黑体

说明书

本发明属于红外辐射测量及面源黑体辐射源技术领域，提供一种可用于机载的大口径球形高温面源黑体，包括地面部分和机载部分；地面部分主要包括地面控制终端和无线通信系统，用于黑体辐射源的温度控制、温度记录功能；无线通信系统实现地面部分和机载部分的指令与数据传输；机载部分主要包括机载控制器、黑体辐射装置、加热控制电源，具备黑体加热、保温功能和保温罩开启、关闭功能；机载部分通过连接架与空中平台连接，可实现空中吊载飞行；本发明将黑体辐射源辐射面设计为半球形结构，模拟空中标准辐射源，打破传统面源黑体辐射方向的局限性。

技术领域

本发明属于红外辐射测量及面源黑体辐射源技术领域，特别涉及一种可用于机载的大口径球形高温面源黑体的设计方法。

背景技术

面源黑体作为红外谱段的标准辐射源，以其较大的辐射口径和较高的辐射特性，在红外遥感、辐射测温及相机标定等领域广泛应用。然而，将面源黑体辐射源设计为可吊载于空中飞行器的模拟目标，开展红外辐射特性测量的相关研究还比较少。

目前，国内外常用的面源黑体辐射面多采用平行板、微螺纹槽、V形槽、薄壁蜂窝等形状结构。受限于当前的制造水平，现有面源黑体大部分温度范围不宽，辐射面较小，辐射方向单一，且对于高空极端对流天气缺乏有效抑制方案，无法满足模拟空中目标的高温、稳定、机载等要求。如汤晓君(CN107864528B,2020.03.13)设计了一种基于涡流加热方法的面源黑体，温度范围覆盖低、中、高三个温度层次，且温度稳定性高，但其辐射面为小型面源或近面源(浅腔体大开口)；李杨(CN 211602170 U,2020.09.29)通过在多层辐射屏隔热系统内部设置热解石墨发热核心元件，设计了一种适应低冷真空环境的小面源高温黑体，但辐射面同样较小；刘银年(CN 211452606U,2020.09.08)采用气液两相回流控温的方法保证了大面源黑体辐射源在野外作业时温度的稳定性和均匀性，但其工作温度不超过100℃；王云强(CN105241554A,2016.01.13)通过在面源黑体辐射面外加装透红外的防风罩，减少风和气流影响，使面源黑体适应外场作业条件，但其平面型黑体辐射方向受限，且温度范围仅为-30～200℃。

发明内容

本发明的目的是提供一种大口径球形高温面源黑体，解决面源黑体温度范围的局限，辐射面较小，辐射方向单一的技术问题。

为达到上述目的，解决上述技术问题，本发明提出如下技术方案：

一种大口径球形高温面源黑体，包括地面部分和机载部分；

地面部分主要包括地面控制终端和无线通信系统，用于黑体辐射源的温度控制、温度记录功能；无线通信系统实现地面部分和机载部分的指令与数据传输；

机载部分主要包括机载控制器、黑体辐射装置、加热控制电源，具备黑体加热、保温功能和保温罩开启、关闭功能；机载部分通过连接架与空中平台连接，可实现空中吊载飞行；

机载控制器主要包括温度控制器、机构控制器和数传接口，机载控制器可接收地面控制指令，实现对黑体辐射源的远程温度控制和作动机构操控；

黑体辐射装置由辐射面、发热体、温度传感器和结构部件组成,辐射面产生红外辐射，发热体用于加热辐射面，温度传感器用于实时监测辐射面温度，结构部件用于与空中平台连接；辐射面设计为半球形，可在不同方向进行观测；黑体辐射装置的表面设计了保温罩，保温罩分为左右两个半球，能够通过电动推杆自动打开闭合，辐射体升温时保温罩处于闭合状态，测量时保温罩处于打开状态，测试结束后，闭合保温罩防止热量损失；

加热控制电源由多组电池串联组成，与机载电源共同为面源黑体供电，实现黑体在不同阶段的保温与加热。

和现有技术相比，本发明的有效收益如下：

1、本发明将黑体辐射源辐射面设计为半球形结构，模拟空中标准辐射源，打破传统面源黑体辐射方向的局限性；