[其他]一种新结构的热管黑体

说明书

本实用新型涉及红外技术中的一种黑体辐射源。

现有的热管黑体有两种结构〔美国专利号U.S.P.3.699，343，1972年〕，一种是重力型的，一种是毛细力型的。但重力型的体积大，重量重，形状复杂，缠绕电热丝的空间受限制，工作单位不能任意改换，同时由于蒸气流动方向与液体回流方向相向，因而蒸气流把液体携带到冷凝区，使加热区干涸，发生携带极限。毛细力型则必须使用吸液芯，而吸液芯在辐射腔外固定是很困难的，尤其是弹性的金属吸液芯与形状复杂的辐射腔紧密贴附，在工艺上极为复杂，而且制造成本高。

本实用新型的目的是把重力型与毛细力型，两种热管黑体的部分结构混合在一起，作成一个新结构的热管黑体。

本实用新型是将辐射腔与外壳连成一端封闭的经向热管，热管外壳与其内壁设有吸液芯，构成热管的加热区，辐射腔的外表面不设吸液芯，构成热管的冷凝区。吸液芯依靠本身的弹性力与管壁贴紧。工作时利用加热器加热热管外壳，吸液芯内的工质被加热，液化，一部分蒸发，蒸气流向辐射腔外表面，接触辐射腔冷壁时，凝结放出凝结潜热，利用凝结潜热加热辐射腔腔壁，辐射腔向外辐射能量。冷凝的工质依靠重力流到外壳底部，再依靠吸液芯的毛细力流到整个加热区，完成工质的循环，维持热管的正常工作。

热管外壳的外壁固定在定位套内，定位套外装有电热器。定位套是个薄壁金属圆筒。电热器是用电热丝套上陶瓷管作成。

本实用新型由于在辐射腔外表面不设吸液芯，因而结构紧凑简单，制造成本低，辐射腔内表面温度更趋均匀，更接近热管内的温度；同时由于加热区大，热通量密度小，蒸气流和回流液体所走途径不同且短，蒸气通道内的质量流和截面积变化甚微，不致形成收缩－扩张喷管，所以大大提高了沸腾传输极限，携带传热极限和声速传热极限；另外由于工质的纯度要求可低，因此，可采用过滤法纯化工质，以免用昂贵的专用排气台和充装设备。

以下将结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型的一种具体结构纵向剖面图。

图2是图1沿A－A线的剖视图。

参照图1，热管外壳〔1〕和辐射腔〔3〕连成一对封闭的径向热管，热管外壳〔1〕的内壁用适当的吸液芯〔2〕复盖，在抽真空后充其一定量的工质（图中未画出）再封口。热管外壳〔1〕的外壁固定在定位套〔6〕内。定位套〔6〕外边装有电热器〔4〕，定位套〔6〕是个薄壁金属圆筒。加热器〔4〕是用电热丝〔15〕套上陶瓷管〔14〕做成，用耐火纤维〔7〕固定在炉体〔10〕内。炉体〔10〕的外园和端面上装有可卸式的水冷套〔8〕和水冷屏〔9〕，以便修理和更换。热管中的蒸气压力决定于工质的种类和工作温度，当工作温度为1个大气压时，正好抵消外界大气压力，使管内受压为零。工质的选择主要根据工作温度而定，本实用新型采用钾工质。吸液芯是提供液体工质回流的通道和产生毛细力，本实用新型的吸液芯采用6层150目Icr18Ni9Ti不锈钢丝网。辐射腔内表面用高温氧化提高其发射率，最大辐射口直径为80mm，辐射面温度不均匀小于2K，仪器重10公斤，外形尺寸为φ225×250mm，平衡时加热功率小于300瓦，辐射功率达150瓦。工作时，加热器〔4〕接到精密控温仪〔13〕上，温度传感器〔12〕放在测温筒〔5〕中，测温筒〔5〕尽可能接近辐射腔〔3〕的表面，使测温筒〔5〕内的温度接近于辐射腔〔3〕的辐射面温度。温度传感器〔12〕采用双支结构，一支作温度指示接到指示器〔11〕，另一支作精密控温用，连到精密控温仪〔13〕上。