[发明专利]具有微槽群结构的辐射黑体腔及水槽式黑体辐射源

说明书

本发明公开具有微槽群结构的辐射黑体腔及水槽式黑体辐射源。辐射黑体腔，包括主体，主体的外壁分布有若干相互连通的流道，若干流道之间互不连续，至少一个以上的流道之间曲率、半径、直径互不相同。水槽式黑体辐射源，包括上述的辐射黑体腔，还包括水槽、红外测温器、铂电阻测温器。优化腔壁结构设计，设计特定截面形状和尺寸的腔体外壁，通过流道形状的变化对流体进行扰动，利用不连续通道产生的不同大小和方向的扰动对流体内部形成的扰流进行震荡，使流体与腔壁之间的热边界层在不同位置发生破坏，使热边界层没有充分发展即被破坏，在初始阶段厚度薄、热阻小的特点，有效地减少了固定存在的底层热阻，达到强化传热效果。

技术领域

本实用新型涉及计量、传感技术领域，特别涉及具有微槽群结构的辐射黑体腔及水槽式黑体辐射源。

背景技术

随着工业用红外测温，红外人体测温技术的发展，红外辐射测温设备和计量设备得到越来越多的研究和应用。水槽式黑体辐射源由于成本低、稳定性好，是目前使用最广泛的红外辐射测温设备的计量标准器。而黑体辐射腔作为红外辐射测温设备计量中的关键部分，如何快速将水槽内液体温度传递至黑体腔并维持稳定状态是计量设备的关键研究部分。与大尺度强化传热不同，小空间条件下的传热主要依赖层流条件下的分子扩散，而在液相下这种扩散变得异常缓慢。

为了增强传热，一般通过对流体进行扰动，破坏内部流体边界层的方式完成。其中，扰动措施包括对槽内结构进行改进，现有技术一般在槽内设置不同形状扰流片，通过破坏流体的正常流道对流体进行扰动，强化传热。此种方法结构简单，传热增强效果一般，同时制造复杂，可靠性较低。

因此，需要一种能够提高传递效率的辐射黑体腔。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，提供了具有微槽群结构的辐射黑体腔，包括一具有开口的主体，主体的外壁分布有若干相互连通的流道，若干流道之间互不连续，至少一个以上的流道之间曲率、半径、直径互不相同。

本实用新型提供一种专门用于微流体传感的辐射黑体腔，采用若干曲率、半径、直径不同的微槽群结构流道连接而成，利用不连续通道产生的不同大小和方向的扰动对流体内部形成的扰流进行震荡，使流体与腔壁之间的热边界层在不同位置发生破坏，使热边界层没有充分发展即被破坏，在初始阶段厚度薄、热阻小的特点，有效地减少了固定存在的底层热阻，达到强化传热效果。

在一些实施方式中，主体的外壁布满若干凹槽，流道由一个凹槽或两个以上凹槽不间断连接构成。由此，流道可以由多个凹槽构成，为本实用新型的一个实施例。

在一些实施方式中，主体的外壁布满若干凸环，流道由相邻两个以上凸环构成。由此，流道可以由多个凸环构成，为本实用新型的一个实施例。

在一些实施方式中，主体的外壁布满若干凹槽、若干凸环，流道分布在若干凹槽、若干凸环之间。由此，流道可以由多个凹槽、多个凸环构成，为本实用新型的一个实施例。

在一些实施方式中，相邻的两个流道之间设有缺口，相邻的两个流道之间通过缺口相通。

由此，相邻的两个流道之间不仅能够通过交错的流道相通，也可以通过缺口相通。

在一些实施方式中，流道的底面设有凹凸部。由此，通过这些凹凸部能够阻止热边界层的形成、减少热边界层厚度。

在一些实施方式中，主体包括圆柱腔部以及锥形腔部，锥形腔部连通于圆柱腔部的一端，由此，保证黑体腔的热传导方向。

在一些实施方式中，开口位于圆柱腔部、锥形腔部的中轴线上。由此，保证黑体腔的热传导方向。

在一些实施方式中，主体还包括盖板部，盖板部设于圆柱腔部上远离的锥形腔部一端，开口位于盖板部上。由此，盖板部利于黑体腔的安装。

在一些实施方式中，若干流道分布在圆柱腔部、锥形腔部的外壁。由此，圆柱腔部、锥形腔部为本黑体腔的主要传导部位。