專利名稱：用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制裝置及抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雜散輻射抑制裝置及抑制方法。
背景技術(shù)：
熱輻射物性參數(shù)是工程設(shè)計(jì)、熱過程及輻射信號傳輸分析的基礎(chǔ)輸入數(shù)據(jù)，對相關(guān)工程技術(shù)與科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的發(fā)展非常重要。實(shí)驗(yàn)測量是獲得高溫?zé)彷椛湮镄詳?shù)據(jù)的基本手段，而在進(jìn)行固體材料的高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)研究中，雜散輻射抑制是實(shí)驗(yàn)成功的重要技術(shù)保證。由于試樣需要加熱到幾百或者上千攝氏度，高溫加熱環(huán)境以及相關(guān)器件不可避免的成為了強(qiáng)雜散輻射發(fā)射源，溫度越高，雜散輻射越強(qiáng)。有效光信號往往淹沒在雜散輻射中，給成功的探測造成了很大的干擾；另外，由于高精度探測設(shè)備的測量范圍有限，如果大量雜散輻射入射到信號接收光敏面往往使探測設(shè)備飽和溢出，導(dǎo)致有效信號測量失敗。特別是高溫下半透明材料的高溫紅外熱輻射物性實(shí)驗(yàn)研究中，只有有效抑制了雜散輻射的干擾，才能保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性。隨著高溫領(lǐng)域特殊材料應(yīng)用的發(fā)展，高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)研究變得越來越重要。而如何抑制這類實(shí)驗(yàn)中的雜散輻射，創(chuàng)造穩(wěn)定性好的有效信號探測環(huán)境，成為影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的關(guān)鍵和難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了抑制熱輻射物性實(shí)驗(yàn)的雜散輻射，從而提供一種用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制裝置及抑制方法。用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制裝置，它包括一號移動式消光筒、加熱室、二號移動式消光筒、一號遮光屏、一號反射鏡、二號遮光屏、三號反射鏡、探測器和二號反射鏡；所述一號移動式消光筒的光出射端和二號移動式消光筒的光入射端均能夠插入加熱室內(nèi)；入射光入射至一號移動式消光筒，并所述經(jīng)一號移動式消光筒消光后入射至位于加熱室中的固體材料試樣，經(jīng)所述固體材料試樣透射后入射至二號移動式消光筒，經(jīng)所述二號移動式消光筒消光后入射至一號遮光屏，經(jīng)所述一號遮光屏透射后入射至一號反射鏡，經(jīng)所述一號反射鏡反射至二號反射鏡，經(jīng)所述二號反射鏡反射至二號遮光屏，經(jīng)所述二號遮光屏透射后入射至三號反射鏡，經(jīng)所述三號反射鏡反射后入射至探測器的探測面。它還包括加熱裝置，所述加熱裝置用于給加熱室加熱。它還包括一號移動機(jī)構(gòu)和二號移動機(jī)構(gòu),所述一號移動機(jī)構(gòu)由一號刻度導(dǎo)軌和一號光學(xué)調(diào)整架組成；一號光學(xué)調(diào)整架的底部位于一號刻度導(dǎo)軌上，并能夠在該一號刻度導(dǎo)軌上滑動；所述一號光學(xué)調(diào)整架的上端與一號移動式消光筒的筒壁固定連接；一號刻度導(dǎo)軌與一號移動式消光筒平行設(shè)置；二號移動機(jī)構(gòu)由二號刻度導(dǎo)軌和二號光學(xué)調(diào)整架組成； 二號光學(xué)調(diào)整架的底部位于二號刻度導(dǎo)軌上，并能夠在該二號刻度導(dǎo)軌上滑動；所述二號光學(xué)調(diào)整架的上端與二號移動式消光筒的筒壁固定連接；二號刻度導(dǎo)軌與二號移動式消光筒平行設(shè)置。基于上述雜散輻射抑制裝置的用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制方法，它由以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟一、將固體材料試樣放置于加熱室內(nèi)，并將該固體材料試樣加熱；步驟二、將一號移動式消光筒的光出射端和二號移動式消光筒的光入射端插入到加熱室內(nèi)；然后打開激光器，使該激光器產(chǎn)生發(fā)出入射光，采用一號移動式消光筒對所述入射光進(jìn)行首次消光，首次消光后的入射光入射至加熱室內(nèi)并經(jīng)固體材料試樣透射后獲得透射光；步驟三、將步驟二獲得的透射光采用二號移動式消光筒進(jìn)行再次消光，獲得再次消光后的入射光；步驟四、采用一號遮光屏對步驟三獲得的再次消光后的入射光進(jìn)行遮擋，獲得遮擋后的入射光；步驟五、將步驟四獲得的首次遮擋后的入射光采用一號反射鏡進(jìn)行反射，獲得第一次反射后的反射光；步驟六、將步驟五獲得的第一次反射后的反射光采用二號反射鏡進(jìn)行反射，獲得第二次反射后的反射光；步驟七、將步驟六獲得的第二次反射后的反射光采用二號遮光屏進(jìn)行遮擋，獲得遮擋后的反射光；步驟八、將步驟七獲得的遮擋后的反射光采用三號反射鏡進(jìn)行反射，獲得第三次反射后的反射光，實(shí)現(xiàn)對固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制。有益效果本發(fā)明能夠?qū)腆w材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射進(jìn)行有效抑制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)固體材料的高溫透射率的精確測量。并且，本發(fā)明的抑制效果與加熱溫度成正比，加熱溫度越高，抑制效果越好。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一、結(jié)合圖I說明本具體實(shí)施方式
，用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散福射抑制裝置，它包括一號移動式消光筒4、加熱室5、二號移動式消光筒7、一號遮光屏8、一號反射鏡9、二號遮光屏10、三號反射鏡11、探測器12和二號反射鏡13 ;所述一號移動式消光筒4的光出射端和二號移動式消光筒7的光入射端均能夠插入加熱室5 內(nèi)；入射光入射至一號移動式消光筒4,并所述經(jīng)一號移動式消光筒4消光后入射至位于加熱室5中的固體材料試樣6，經(jīng)所述固體材料試樣6透射后入射至二號移動式消光筒7，經(jīng)所述二號移動式消光筒7消光后入射至一號遮光屏8，經(jīng)所述一號遮光屏8透射后入射至一號反射鏡9，經(jīng)所述一號反射鏡9反射至二號反射鏡13，經(jīng)所述二號反射鏡13反射至二號遮光屏10，經(jīng)所述二號遮光屏10透射后入射至三號反射鏡11，經(jīng)所述三號反射鏡 11反射后入射至探測器12的探測面。
工作原理本發(fā)明首先采用動態(tài)消光技術(shù)，利用熱屏蔽的原理阻止了高溫加熱室內(nèi)壁的發(fā)射輻射，以及最大限度的減少試樣自身發(fā)射輻射進(jìn)入探測光路成為雜散輻射。測量時，消光筒插入到加熱室內(nèi)5位于固體材料試樣6的兩側(cè)，把除固體材料試樣6的測量區(qū)域外的高溫加熱室內(nèi)環(huán)境屏蔽在測量光路之外；由于只在測量的一小段時間內(nèi)消光筒才插入到加熱室內(nèi)，溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于加熱室內(nèi)壁的溫度，消光筒的發(fā)射輻射與高溫加熱室內(nèi)壁的輻射相比顯得很弱，因此移動式消光筒對加熱室內(nèi)壁的雜散輻射有很好的熱屏蔽作用。另外，獨(dú)特的導(dǎo)軌定位設(shè)計(jì)，可以根據(jù)試樣的厚度以及試樣與消光筒的距離而調(diào)整定位位置， 保證在測量不同試樣時都有很好的熱屏蔽效果。另外，本發(fā)明通過多次反射和遮光屏遮擋，顯著削弱了未被消光筒屏蔽掉的雜散輻射。由于雜散輻射源的發(fā)射為漫發(fā)射，遮光屏通過減小光路通道的面積，對加熱裝置方面的雜散輻射有很好的遮擋作用；而反射鏡的多次反射增加了光程，使雜散輻射入射到探測器光敏面的立體角變小，從而降低了雜散輻射的強(qiáng)度。另外，由于多次反射，光電探測器光敏面背對加熱裝置，避免了加熱裝置方面的強(qiáng)雜散輻射直接入射。本技術(shù)發(fā)明對高溫?zé)彷椛湮镄詼y量實(shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制提供了有效的技術(shù)手段， 溫度越高，該方法的的作用越明顯。本發(fā)明適用于需要抑制雜散輻射的各種固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)。
具體實(shí)施方式
二、本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一所述的用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制裝置的區(qū)別在于，它還包括加熱裝置16，所述加熱裝置16用于給加熱室5加熱。
具體實(shí)施方式
三、本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一或二所述的用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制裝置的區(qū)別在于，它還包括一號移動機(jī)構(gòu)和二號移動機(jī)構(gòu)，所述一號移動機(jī)構(gòu)由一號刻度導(dǎo)軌I和一號光學(xué)調(diào)整架2組成；一號光學(xué)調(diào)整架2的底部位于一號刻度導(dǎo)軌I上，并能夠在該一號刻度導(dǎo)軌I上滑動；所述一號光學(xué)調(diào)整架2的上端與一號移動式消光筒4的筒壁固定連接；一號刻度導(dǎo)軌I與一號移動式消光筒4平行設(shè)置；二號移動機(jī)構(gòu)由二號刻度導(dǎo)軌15和二號光學(xué)調(diào)整架14組成；二號光學(xué)調(diào)整架14的底部位于二號刻度導(dǎo)軌15上，并能夠在該二號刻度導(dǎo)軌15上滑動；所述二號光學(xué)調(diào)整架14 的上端與二號移動式消光筒7的筒壁固定連接；二號刻度導(dǎo)軌15與二號移動式消光筒7平行設(shè)置。本實(shí)施方式中，在進(jìn)行抑制之前，對裝置進(jìn)行初始調(diào)制，調(diào)整方法為I、先將試樣6放在加熱室5內(nèi)，分別調(diào)整一號光學(xué)調(diào)整架2和二號光學(xué)調(diào)整架14， 使一號移動式消光筒4和二號移動式消光筒7的中心軸線沿試樣的法線方向，以便順利插入到加熱室5內(nèi)。2、根據(jù)試樣6的厚度分別移動一號光學(xué)調(diào)整架2和二號光學(xué)調(diào)整架14，使試樣6 兩側(cè)的一號移動式消光筒4和二號移動式消光筒7均與其保持在適宜距離，確保升溫后熱膨脹的試樣不會觸碰到一號移動式消光筒4和二號移動式消光筒7 ；3、調(diào)整一號反射鏡9、三號反射鏡11、二號反射鏡13與一號遮光屏8和一號遮光屏10的相對位置與高度，確保一號遮光屏8和一號遮光屏10所在平面垂直于試樣的法線方向，一號反射鏡9、三號反射鏡11、二號反射鏡13與一號遮光屏8和一號遮光屏10的中心與一號移動式消光筒4和二號移動式消光筒7的中心軸線在同一水平面。
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4、旋轉(zhuǎn)一號反射鏡9、三號反射鏡11、二號反射鏡13,使一號反射鏡9、三號反射鏡
11、二號反射鏡13可以把有效光信號反射到背對加熱裝置16的光電探測器12的光敏面上。
具體實(shí)施方式
四、本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
三所述的用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制裝置的區(qū)別在于，固體材料試樣6為半透明固體材料試樣。
具體實(shí)施方式
五、基于具體實(shí)施方式
一的用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制方法，它由以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟一、將固體材料試樣6放置于加熱室5內(nèi)，并將該固體材料試樣6加熱；步驟二、將一號移動式消光筒4的光出射端和二號移動式消光筒7的光入射端插入到加熱室5內(nèi)；然后打開激光器，使該激光器產(chǎn)生發(fā)出入射光，采用一號移動式消光筒4 對所述入射光進(jìn)行首次消光，首次消光后的入射光入射至加熱室內(nèi)并經(jīng)固體材料試樣6透射后獲得透射光；步驟三、將步驟二獲得的透射光采用二號移動式消光筒7進(jìn)行再次消光，獲得再次消光后的入射光；步驟四、采用一號遮光屏8對步驟三獲得的再次消光后的入射光進(jìn)行遮擋，獲得遮擋后的入射光；步驟五、將步驟四獲得的首次遮擋后的入射光采用一號反射鏡9進(jìn)行反射，獲得第一次反射后的反射光；步驟六、將步驟五獲得的第一次反射后9的反射光采用二號反射鏡13進(jìn)行反射， 獲得第二次反射后的反射光；步驟七、將步驟六獲得的第二次反射后9的反射光采用二號遮光屏10進(jìn)行遮擋， 獲得遮擋后的反射光；步驟八、將步驟七獲得的遮擋后的反射光采用三號反射鏡11進(jìn)行反射，獲得第三次反射后的反射光，實(shí)現(xiàn)對固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制。
權(quán)利要求
1.用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制裝置，其特征是它包括一號移動式消光筒(4)、加熱室(5)、二號移動式消光筒(7)、一號遮光屏(8)、一號反射鏡(9)、二號遮光屏(10)、三號反射鏡(11)、探測器(12)和二號反射鏡(13);所述一號移動式消光筒 (4)的光出射端和二號移動式消光筒(7)的光入射端均能夠插入到加熱室(5)內(nèi)；入射光入射至一號移動式消光筒(4),并所述經(jīng)一號移動式消光筒(4)消光后入射至位于加熱室(5)中的固體材料試樣￠)，經(jīng)所述固體材料試樣(6)透射后入射至二號移動式消光筒(7)，經(jīng)所述二號移動式消光筒(X)消光后入射至一號遮光屏(8),經(jīng)所述一號遮光屏(8)透射后入射至一號反射鏡(9)，經(jīng)所述一號反射鏡(9)反射至二號反射鏡(13)，經(jīng)所述二號反射鏡(13)反射至二號遮光屏(10)，經(jīng)所述二號遮光屏(10)透射后入射至三號反射鏡(11)，經(jīng)所述三號反射鏡(11)反射后入射至探測器(12)的探測面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制裝置，其特征在于它還包括加熱裝置(16)，所述加熱裝置(16)用于給加熱室(5)加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制裝置，其特征在于它還包括一號移動機(jī)構(gòu)和二號移動機(jī)構(gòu)，所述一號移動機(jī)構(gòu)由一號刻度導(dǎo)軌(I)和一號光學(xué)調(diào)整架(2)組成；一號光學(xué)調(diào)整架(2)的底部位于一號刻度導(dǎo)軌(I)上， 并能夠在該一號刻度導(dǎo)軌(I)上滑動；所述一號光學(xué)調(diào)整架(2)的上端與一號移動式消光筒(4)的筒壁固定連接；一號刻度導(dǎo)軌(I)與一號移動式消光筒(4)平行設(shè)置；二號移動機(jī)構(gòu)由二號刻度導(dǎo)軌(15)和二號光學(xué)調(diào)整架(14)組成；二號光學(xué)調(diào)整架(14)的底部位于二號刻度導(dǎo)軌(15)上，并能夠在該二號刻度導(dǎo)軌(15)上滑動；所述二號光學(xué)調(diào)整架(14) 的上端與二號移動式消光筒(7)的筒壁固定連接；二號刻度導(dǎo)軌(15)與二號移動式消光筒(7)平行設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制裝置，其特征在于固體材料試樣(6)為半透明固體材料試樣。
5.基于權(quán)利要求I所述的雜散輻射抑制裝置的用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制方法，其特征是它由以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟一、將固體材料試樣(6)放置于加熱室(5)內(nèi)，并將該固體材料試樣(6)加熱；步驟二、將一號移動式消光筒(4)的光出射端和二號移動式消光筒(7)的光入射端插入到加熱室(5)內(nèi)；然后并打開激光器，使該激光器產(chǎn)生入射光，采用號移動式消光筒(4)對所述入射光進(jìn)行首次消光，首次消光后的入射光入射至加熱室內(nèi)并經(jīng)固體材料試樣(6)透射后獲得透射光；步驟三、將步驟二獲得的透射光采用二號移動式消光筒(7)進(jìn)行再次消光，獲得再次消光后的入射光；步驟四、采用一號遮光屏(8)對步驟三獲得的再次消光后的入射光進(jìn)行遮擋，獲得遮擋后的入射光；步驟五、將步驟四獲得的首次遮擋后的入射光采用一號反射鏡(9)進(jìn)行反射，獲得第一次反射后的反射光；步驟六、將步驟五獲得的第一次反射后(9)的反射光采用二號反射鏡(13)進(jìn)行反射， 獲得第二次反射后的反射光；步驟七、將步驟六獲得的第二次反射后(9)的反射光采用二號遮光屏(10)進(jìn)行遮擋，獲得遮擋后的反射光；步驟八、將步驟七獲得的遮擋后的反射光采用三號反射鏡(11)進(jìn)行反射，獲得第三次反射后的反射光，實(shí)現(xiàn)對固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制。
全文摘要
用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制裝置及抑制方法，涉及一種雜散輻射抑制裝置及抑制方法。它是為了抑制熱輻射物性實(shí)驗(yàn)的雜散輻射。它的入射光入射至一號移動式消光筒，并所述經(jīng)一號移動式消光筒消光后入射至位于加熱室中的固體材料試樣，經(jīng)所述固體材料試樣透射后入射至二號移動式消光筒，經(jīng)所述二號移動式消光筒消光后入射至一號遮光屏，經(jīng)所述一號遮光屏透射后入射至一號反射鏡，經(jīng)所述一號反射鏡反射至二號反射鏡，經(jīng)所述二號反射鏡反射至二號遮光屏，經(jīng)所述二號遮光屏透射后入射至三號反射鏡，經(jīng)所述三號反射鏡反射后入射至探測器的探測面。本發(fā)明適用于各種固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)中的雜散輻射抑制。
文檔編號G01N25/20GK102608157SQ20121011466
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月18日
發(fā)明者夏新林, 帥永, 張順德, 戴貴龍, 談和平 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)