專利名稱：一種野外使用的常溫大面源雙黑體輻射源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及黑體定標(biāo)系統(tǒng)，特別的，是涉及到快速測量紅外系統(tǒng)噪聲等效溫差采集的黑體定標(biāo)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著制冷型紅外探測器技術(shù)的不斷成熟以及非制冷型紅外探測器的不斷涌現(xiàn)，紅外技術(shù)已經(jīng)越來越多的應(yīng)用在日常生活中的各個(gè)方面。對于紅外系統(tǒng)而言，評價(jià)其性能優(yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)就是該系統(tǒng)的噪聲等效溫差(NETD)，它是衡量熱像系統(tǒng)性能優(yōu) 劣的重要參數(shù)，可以估計(jì)系統(tǒng)的靈敏度，是對于該系統(tǒng)的探測器性能、成像光學(xué)系統(tǒng)以及讀出電路一個(gè)綜合評價(jià)值。常用的噪聲等效溫差測量方法是將紅外設(shè)備對準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射源的輻射面；將黑體溫度設(shè)定在T1，采集系統(tǒng)信號值；將黑體設(shè)定在T2，采集系統(tǒng)信號值兩組信號值的基礎(chǔ)上計(jì)算出噪聲等效溫差。測試得到較準(zhǔn)確的噪聲等效溫差需要重復(fù)采集多次。在野外對紅外系統(tǒng)進(jìn)行噪聲等效溫差測量時(shí)同樣要考慮環(huán)境因素的影響。通常面黑體輻射源自身發(fā)射率小于1，并且進(jìn)入被測設(shè)備的等效黑體溫度Te隨環(huán)境溫度Ta變化而變化環(huán)境溫度小于黑體源溫度T時(shí)，Te < T ；Ta=T時(shí)，Te=T=Ta ；Ta > T時(shí)，Te > T。不同季節(jié)、不同地域的環(huán)境溫度Ta相差很大，同一天、不同時(shí)刻的環(huán)境溫度Ta也變化很大。這就需要采用自適應(yīng)溫度補(bǔ)償技術(shù)，解決環(huán)境溫度對等效黑體溫度的影響，以實(shí)現(xiàn)在不同黑體源溫度T、不同環(huán)境溫度Ta下，進(jìn)入被測設(shè)備的等效黑體溫度T6等同于黑體輻射源溫度T。國內(nèi)常用的定標(biāo)黑體主要采用電熱絲作為加熱元件、風(fēng)扇作為制冷元件。這樣的黑體在野外定標(biāo)時(shí)有以下幾點(diǎn)不足I.黑體穩(wěn)定時(shí)間慢，采集多組系統(tǒng)數(shù)據(jù)通常需要幾個(gè)小時(shí)。在如此長的時(shí)間內(nèi)環(huán)境條件經(jīng)常發(fā)生變化，導(dǎo)致紅外系統(tǒng)本身的探測能力波動，影響噪聲等效溫差的測量。2.沒有主動制冷元件，該類黑體無法將溫度設(shè)定在常溫以下，使得紅外系統(tǒng)無法進(jìn)行常溫以下的系統(tǒng)定標(biāo)和數(shù)據(jù)采集。3.該類黑體電熱絲排布不均且同一根電熱絲的不同部位發(fā)熱不均勻，導(dǎo)致輻射面的發(fā)射率不均勻，引起系統(tǒng)噪聲等效溫差的測量誤差。4.該類黑體的表面發(fā)射率通常在O. 98左右，與理論表面發(fā)射率有一定差距。造成紅外系統(tǒng)實(shí)際接收到的輻射比理論值要低，使測量出的系統(tǒng)噪聲等效溫差偏高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種野外使用的常溫大面源雙黑體輻射源系統(tǒng)，為紅外系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)輻射源，用于紅外系統(tǒng)的噪聲等效溫差的快速采集和計(jì)算。本發(fā)明的功能是這樣實(shí)現(xiàn)的本系統(tǒng)由雙黑體輻射源與雙黑體輻射源控制器組成，雙黑體輻射源控制器用于控制雙黑體輻射源的溫度以及反射鏡的反射方向；雙黑體輻射源用于輸出指定溫度的紅外輻射。
如附圖所示雙黑體輻射源包括兩個(gè)獨(dú)立的黑體輻射源及反射鏡組件。黑體輻射源可以獨(dú)立設(shè)定各自溫度，通過控制反射鏡的反射方向切換輸出的紅外輻射。黑體輻射源采用航空鋁合金作為輻射面，半導(dǎo)體制冷片作為加熱/制冷元件。半導(dǎo)體制冷片一面緊貼在輻射面后表面，另一面緊貼在肋片式散熱器上，整個(gè)黑體輻射源由交流風(fēng)扇與外界進(jìn)行熱交換。當(dāng)黑體輻射源需要輸出低于環(huán)境溫度的輻射時(shí)，控溫儀通過VMOS管向半導(dǎo)體制冷片加載正向電流，半導(dǎo)體制冷片在靠近輻射面的一面吸收熱量，在靠近散熱器的一面產(chǎn)生熱量，產(chǎn)生的熱量經(jīng)散熱器上由交流風(fēng)扇與環(huán)境進(jìn)行強(qiáng)迫交換；當(dāng)黑體輻射源需要輸出等于或高于環(huán)境溫度的輻射時(shí)，控溫儀通過VMOS管向半導(dǎo)體制冷片加載反向電流，半導(dǎo)體制冷片在靠近輻射面的一面產(chǎn)生熱量，在靠近散熱器的一面吸收熱量，產(chǎn)生的冷量經(jīng)散熱器上由交流風(fēng)扇與環(huán)境進(jìn)行強(qiáng)迫交換。兩個(gè)黑體輻射源對稱安裝在反射鏡組件上，反射鏡組件包括橢圓反射鏡、直流伺服電機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)。反射鏡的反射位置由輻射源控制器控制，當(dāng)反射鏡位置開關(guān)處于一檔時(shí)，伺服電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)使反射鏡順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°至位置一，此時(shí)反射鏡與右邊的黑體輻射面呈45°夾角，輸出右邊黑體輻射源的紅外輻射；反射鏡位置開關(guān)處于二檔時(shí)，伺服電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)使反射鏡逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°至位置二，此時(shí)反射鏡與左邊的黑體輻射面呈45°夾角，輸出左邊黑體輻射源的紅外輻射，整個(gè)切換過程小于2秒。
雙黑體輻射源控制器主要包括控溫儀、電源、VMOS管和直流風(fēng)扇。電源為半導(dǎo)體制冷片提供36V電流輸入，為伺服電機(jī)、控溫儀和直流風(fēng)扇提供12V電流輸入。根據(jù)自適應(yīng)溫度補(bǔ)償理論對每個(gè)黑體輻射源進(jìn)行單獨(dú)標(biāo)定，將溫度修正系數(shù)集成到控溫儀中，保證進(jìn)入被測設(shè)備的等效黑體溫度Te等同于理論黑體輻射源溫度T。設(shè)備工作時(shí)，控溫儀對輻射面當(dāng)前的溫度值與設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較，計(jì)算出半導(dǎo)體制冷片的工作時(shí)間和工作方式，將其轉(zhuǎn)換為通斷信號發(fā)送給VMOS管，VMOS管在接收到信號后控制流經(jīng)半導(dǎo)體制冷片的電流通斷，實(shí)現(xiàn)黑體輻射源的精確控溫。進(jìn)行噪聲等效溫差測試時(shí)，首先將兩個(gè)獨(dú)立的黑體輻射源設(shè)定在不同溫度；黑體輻射源溫度穩(wěn)定后由紅外系統(tǒng)采集一個(gè)溫度值的紅外輻射；撥動雙黑體輻射源控制器上的反射鏡切換開關(guān)，切換到另一個(gè)黑體輻射源進(jìn)行輻射輸出；紅外系統(tǒng)采集另一溫度值的紅外輻射；紅外系統(tǒng)根據(jù)采集到的不同溫度值的黑體輻射進(jìn)行噪聲等效溫差計(jì)算，整個(gè)測試過程快速簡潔。本發(fā)明系統(tǒng)參數(shù)如下黑體輻射源出射口直徑Φ 135mm ;系統(tǒng)工作溫度范圍-30°C 46°C ;黑體輻射源設(shè)定溫度范圍10°c 50°C ;黑體輻射源切換時(shí)間小于2s。本發(fā)明具有以下特點(diǎn)I.雙溫度點(diǎn)快速切換，快速測試噪聲等效溫差；2.采用主動制冷技術(shù)，可輸出常溫以下紅外輻射；3.黑體輻射面輻射均勻，控溫穩(wěn)定；4.采用自適應(yīng)溫度補(bǔ)償技術(shù)，將黑體的等效表面發(fā)射率修正至I ;5.易于攜帶，便于野外使用。


圖I為本發(fā)明中的雙黑體輻射源的結(jié)構(gòu)示意圖；其中圖2-A為本發(fā)明中的黑體輻射源組件的結(jié)構(gòu)正示圖；圖2-B為本發(fā)明中的黑體輻射源組件的結(jié)構(gòu)左示圖；圖2-C為本發(fā)明中的黑體輻射源組件的結(jié)構(gòu)俯示圖。圖3為本發(fā)明中的半導(dǎo)體制冷片分布示意圖。圖4-A為本發(fā)明中的反射鏡組件的結(jié)構(gòu)正示圖；其中圖4-B為本發(fā)明中的反射鏡組件的結(jié)構(gòu)左示圖；圖4-C為本發(fā)明中的反射鏡組件的結(jié)構(gòu)俯示圖；
圖5為本發(fā)明中的雙黑體輻射源控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明中的電源的接線端子圖。圖7為本發(fā)明中的VMOS管的接線端子圖。圖8為本發(fā)明中的交流風(fēng)扇的接線端子圖。圖9為本發(fā)明中的直流風(fēng)扇的接線端子圖。圖10為本發(fā)明中的控溫儀的接線端子圖。圖11為本發(fā)明中的測溫管的接線端子圖。圖12為本發(fā)明中的撥動開關(guān)的接線端子圖。
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)圖I-圖12闡明本發(fā)明的實(shí)施例，并予以詳細(xì)描述。如圖I-圖12所示，本發(fā)明的實(shí)施例包括雙黑體輻射源I和雙黑體輻射源控制器
2。由于雙黑體輻射源I和雙黑體輻射源控制器2均為對稱結(jié)構(gòu)，故以下僅就其對稱結(jié)構(gòu)的一半闡明實(shí)施例。雙黑體輻射源I包括黑體輻射源組件3和反射鏡組件4。黑體輻射源組件3由輻射面支架5上的6個(gè)通孔401垂直固定在反射鏡組件4上。福射面支架5為一矩形方框,前表面開Φ 135mm的圓孔,用于福射源面板6的紅外福射通過；后表面依次緊貼排布有隔熱墊圈8、輻射源面板6。隔熱墊圈8由尼龍加工制成，外形為矩形，中間開孔Φ 136_，用于輻射源面板6與輻射面支架5的熱隔絕，防止外界溫度干擾福射源面板6。福射源面板6采用航空招合金加工制成,為一矩形面板,厚度為10_。出射表面噴砂處理以提高漫反射效率，并噴涂高發(fā)射率材料，使表面有效發(fā)射率高達(dá)O. 95以上，背面進(jìn)行精密研磨，粗糙度達(dá)到O. 8級以上。輻射源面板6 —側(cè)開孔Φ3πιπι，塞入測溫管7，測溫管7型號為ΡΤ100，采購自RS，測溫管7的接線端子627，628分別與控溫儀27的接線端子625，627相連接，用于測量輻射源面板6的實(shí)際溫度，并通過上述兩引腳將測得的溫度反饋至控溫儀27。在測溫管7與輻射源面板6之間均勻涂抹導(dǎo)熱硅脂以提高測溫精度。輻射源面板6的背面如圖排布9片半導(dǎo)體制冷片9，其規(guī)格為9500/12/040Β，采購自杭州大和。9片半導(dǎo)體制冷片9相互間隔7mm,依中心對稱排布。半導(dǎo)體制冷片9用于福射源面板6的加熱與制冷當(dāng)黑體需要輸出低于常溫的紅外輻射時(shí)，半導(dǎo)體制冷片9進(jìn)行制冷，其緊貼在輻射源面板6的一面制冷，背面發(fā)熱，使輻射源面板6以低于常溫的溫度進(jìn)行紅外輻射；當(dāng)黑體需要輸出高于常溫的紅外輻射時(shí)，半導(dǎo)體制冷片9進(jìn)行加熱，其緊貼在輻射源面板6的一面加熱，背面制冷，使輻射源面板6以高于常溫的溫度進(jìn)行紅外輻射。9片半導(dǎo)體制冷片串聯(lián)連接，由36V直流電驅(qū)動工作，其接線端子601與電源28的接線端子603相連，接線端子602與VMOS管29的接線端子611相連。半導(dǎo)體制冷片9與輻射源面板6之間薄薄地涂抹一層導(dǎo)熱硅脂，以提高導(dǎo)熱效率。半導(dǎo)體制冷片9后背緊貼散熱器10，散熱器10為肋片式散熱器，采用鋁合金加工制成，其基板為矩形，厚10mm，在基板上等間隔7mm排布長165mm,寬3mm,高64_的肋片。散熱器10與半導(dǎo)體制冷片之間薄薄地涂抹一層導(dǎo)熱硅脂，以提高導(dǎo)熱效率。散熱器10用于半導(dǎo)體制冷片9與外界進(jìn)行熱交換，防止半導(dǎo)體制冷片9在制冷情況下因溫度過高而損壞。輻射源面板6與散熱器10通過10個(gè)通孔402相連接，并同時(shí)壓緊半導(dǎo)體制冷片9。散熱器10通過通孔403與散熱器支架11和輻射面支架5相連。散熱器支架11為一 U型薄板,采用2mm厚招合金加工制成。其通過交流風(fēng)扇12上的4個(gè)通孔404于交流風(fēng)扇12相連接，風(fēng)扇型號為SJ1738HA2，采購自臺灣三巨。交流風(fēng)扇12為散熱器10進(jìn)行風(fēng)冷冷卻，其由220V交流電驅(qū)動，其接線端子615、616、617分別與電源28的接線端子607、608、609相連。整個(gè)黑體輻射源組件3為一單獨(dú)部件，獨(dú)立工作并可整體拆裝，方便進(jìn)行維修更換。反射鏡組件4用于輸出指定黑體輻射源的紅外輻射。反射鏡14的材質(zhì)為K9玻 璃，是一個(gè)長軸215mm、短軸153mm的橢圓形平面反射鏡，厚度為15mm。在一側(cè)涂鍍反射膜，反射率O. 95以上。反射鏡14由伺服電機(jī)23驅(qū)動，通過旋轉(zhuǎn)反射鏡來切換輸出的黑體輻射源。反射鏡14通過4個(gè)反射鏡壓塊15壓緊在反射鏡襯板16上，反射鏡壓塊通過通孔405與反射鏡襯板16相連。反射鏡壓塊15外形為L型，由鋁合金加工制成，其與反射鏡14之間襯墊有毛氈，防止壓碎反射鏡14。反射鏡襯板16為一橢圓形薄板，采用鋁合金加工而成，用于加固反射鏡14，提高剛度。反射鏡襯板16背部與反射鏡轉(zhuǎn)軸17通過通孔407相連接，反射鏡轉(zhuǎn)軸17的軸心與反射鏡14的反射面相重合，保證轉(zhuǎn)動時(shí)不會因?yàn)樾D(zhuǎn)軸心不重合而導(dǎo)致像移。反射鏡轉(zhuǎn)軸17采用45號鋼加工制成，其形狀為U型架，兩端伸出轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸直徑均為ΦΙΟπιπι。轉(zhuǎn)軸兩端分別嵌套在兩個(gè)軸承18的內(nèi)孔中。軸承18型號為7200AC，采購自哈爾濱軸承廠，其可以極大地減小轉(zhuǎn)動時(shí)產(chǎn)生的摩擦力矩并提高轉(zhuǎn)動精度。下面的軸承18的外面嵌套在反射鏡外框13的下部內(nèi)孔中，上面的軸承嵌套在反射鏡外框13的上部內(nèi)孔中，通過軸承端蓋19壓緊。反射鏡外框13采用鋁合金加工拼接而成，為一矩形支架，內(nèi)部用于固定反射鏡轉(zhuǎn)軸17和伺服電機(jī)23及傳動機(jī)構(gòu)，外部用于和黑體輻射源3的固定連接。反射鏡轉(zhuǎn)軸17的出軸與同步齒形輪Α20相固定，伺服電機(jī)23出軸與同步齒形輪Β21相固定，同步齒形輪Α20與同步齒形輪Β21通過同步齒形帶22傳動。其中同步齒形輪Α20為38齒，模數(shù)I. O,同步齒形輪Β21為19齒，模數(shù)I. O,同步齒形帶22為高5mm，周長200mm的皮帶，以上三件均采購自RS。伺服電機(jī)23通過電機(jī)固定板24的通孔407與反射鏡外框13相連接。伺服電機(jī)型號Η)-140，采購自ΜΑΧ0Ν。其接線端子633，634與撥動開關(guān)31的接線端子631，632相連。接通電源，發(fā)送正向轉(zhuǎn)動命令后，伺服電機(jī)23順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，帶動同步齒形輪B21同時(shí)轉(zhuǎn)動，通過同步齒形帶22將轉(zhuǎn)動傳遞到同步齒形輪A20上，帶動反射鏡轉(zhuǎn)軸16轉(zhuǎn)動,最終驅(qū)動反射鏡14順時(shí)針轉(zhuǎn)動90° ;發(fā)送反向轉(zhuǎn)動命令后,伺服電機(jī)23逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，驅(qū)動反射鏡14逆時(shí)針轉(zhuǎn)動90°，切換輸出的黑體輻射源組件3。為防止長時(shí)間工作后因同步齒形帶22變形而影響傳動效果，在電機(jī)固定板24兩側(cè)加裝張緊壓塊25，其為L型，采用鋁合金加工而成。在較長段的端面上開通孔408，用于和反射鏡外框13 相固定，較短的一端的端面開螺紋孔409，通過螺絲頂緊電機(jī)固定板24，張緊同步齒形帶，防止其因變形而產(chǎn)生松動。黑體輻射源組件3與反射鏡組件4通過通孔401固定，反射鏡組件4通過通孔410與雙黑體輻射源外框架26相固定，構(gòu)成完整的雙黑體輻射源，其長500mm，寬350mm，高350mmo雙黑體輻射源控制器2對雙黑體輻射源I進(jìn)行供電和控溫。其核心元件為采用自適應(yīng)補(bǔ)償技術(shù)的控溫儀27，其接線端子620，621與電源28的接線端子605，606相連接，從電源28獲取12V供電；接線端子622，623，624分別連接VMOS管29的接線端子612，613，614，控溫儀27根據(jù)測溫管7給出的溫度值計(jì)算出半導(dǎo)體制冷片9的工作時(shí)間和工作方式并轉(zhuǎn)換為通斷信號發(fā)送給VMOS管29。VMOS管29的接線端子610與電源28的接線端子604相連接，接線端子611與半導(dǎo)體制冷片9的接線端子602相連接。VMOS管29接收到通斷信號后根據(jù)信號控制經(jīng)過電流的通斷，進(jìn)而控制半導(dǎo)體制冷片9的電流通斷，實(shí)現(xiàn)輻射源面板6的精確控溫?？販貎x27通過自帶的卡口與控制器外框架32相連接，VMOS管29通過通孔411與控制器外框架32相連接。為控制伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，在控制器外框架31上安裝撥動開關(guān)31，采購自RS，其接線端子629，630分別與電源28的接線端子605，606相連接，接線端子631，632與伺服電機(jī)23的接線端子633，634相連接。當(dāng)開關(guān)處于一檔時(shí)，反射鏡順時(shí)針轉(zhuǎn)到位置一；開關(guān)處于二檔時(shí)，反射鏡逆時(shí)針轉(zhuǎn)到位置二，其中位置一與位置二夾角90°，分別對應(yīng)兩個(gè)黑體輻射源的輸出角度。電源28型號為VE-NVJ-頂，采購自美國VIC0RP0WER，其接收220V交流電并轉(zhuǎn)化為12V和36V直流電輸出，功率為600W，負(fù)責(zé)對伺服電機(jī)23，控溫儀27，VMOS管29提供12V直流電；對半導(dǎo)體制冷片9提供36V直流電。電源28通過6個(gè)通孔412與控制器外框架32相連接。為防止長時(shí)間工作后電源發(fā)熱保護(hù)，在電源后側(cè)安裝兩個(gè)直徑70mm的直流風(fēng)扇30進(jìn)行散熱，其規(guī)格為SJ7020HD1，采購自臺灣三巨。直流風(fēng)扇30接線端子618與619分別與電源的接線端子605與606，相連接通過4個(gè)通孔413與控制器外框架32相連接。雙黑體福射源控制器長300mm,寬320mm,高180mm?？販貎x27集成自適應(yīng)溫度補(bǔ)償技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)原理和方式如下通常面源黑體輻射源自身的發(fā)射率小于1，對于雙黑體輻射源，其反射鏡的反射率也小于I。通過對熱輻射理論的研究，進(jìn)入被測設(shè)備的輻射由兩部分組成(1)平面反射鏡自身的輻射，(2)平面反射鏡對面源黑體的輻射，而面源黑體的輻射包括自身的輻射和其對外界環(huán)境輻射的反射。這里的環(huán)境輻射用環(huán)境溫度Ta的黑體輻射代表。于是被測設(shè)備接收的輻射功率為P= (ει0 T4+(I- ε ^ σ Ta4) X (I- ε 2) + ε 2 σ Ta4 = σ Ta4 (I)式中，ε 17 T為面源黑體自身的表面發(fā)射率及溫度；ε 2，Ta為平面反射鏡的自身發(fā)射率及溫度。同時(shí)，面源黑體的反射率S1 = I- ε i ;平面反射鏡的反射率S2 = I- ε 2，則式(I)可以改寫成
權(quán)利要求
1.一種野外使用的常溫大面源雙黑體輻射源，它包括雙黑體輻射源(I)和雙黑體輻射源控制器(2)，其中雙黑體輻射源(I)包括輻射面支架(5)，輻射源面板(6)，隔熱墊圈(8)，半導(dǎo)體制冷片(9)，散熱器(10)，散熱器支架(11)，交流風(fēng)扇(12)，反射鏡外框(13)，反射鏡(14)，反射鏡壓塊(15)，反射鏡襯板(16)，反射鏡轉(zhuǎn)軸(17)，軸承(18)，軸承端蓋(19)，同步齒形輪A (20)，同步齒形輪B (21)，同步齒形帶(22)，伺服電機(jī)(23)，電機(jī)固定板(24)以及雙黑體輻射源外框架(26 );雙黑體輻射源控制器(2 )包括控溫儀(27 )，電源(28 )，VMOS管(29)，直流風(fēng)扇(30)，撥動開關(guān)(31)以及控制器外框架(32)，其特征在于 所述的雙黑體輻射源(I)的結(jié)構(gòu)為輻射源面板(6)通過左右兩側(cè)的螺釘固定在輻射面支架(5)上，兩者之間墊有隔熱墊圈(8)以防止熱干擾，輻射源面板(6)后表面緊貼9片均勻排布的半導(dǎo)體制冷片(9)，半導(dǎo)體制冷片(9)后表面緊貼在散熱器(10)上，散熱器(10)通過螺釘固定在輻射源面板(6)的背面，并同時(shí)壓緊半導(dǎo)體制冷片(9)，散熱器支架(11)通過左右兩側(cè)的螺釘固定在散熱器(10)的背面，交流風(fēng)扇(12)通過螺釘垂直固定在散熱器支架(11)上，以上零件安裝形成獨(dú)立的黑體輻射源組件(3);4個(gè)反射鏡壓塊(15)將反射鏡(14)緊壓在反射鏡襯板(16)上，反射鏡襯板(16)通過背部的螺釘固定在反射鏡轉(zhuǎn)軸(17)上，反射鏡轉(zhuǎn)軸兩端分別套入軸承(18)中，軸承(18)嵌套在反射鏡外框(13)中，通過軸承端蓋(19)壓緊；伺服電機(jī)(23)通過端面的螺釘固定在電機(jī)固定板(24)的下側(cè)，電機(jī)固定板(24)通過螺釘固定在反射鏡外框(13)的上表面；反射鏡轉(zhuǎn)軸的出軸通過螺釘安裝同步齒形輪A (20)，伺服電機(jī)(23)的出軸通過螺釘安裝同步齒形輪B(21)，同步齒形輪A (20)與同步齒形輪B (21)之間依靠同步齒形帶(22)傳遞轉(zhuǎn)動，以上零件安裝形成獨(dú)立的反射鏡組件(4);兩個(gè)黑體輻射源組件(3)分別通過側(cè)面的螺釘固定在反射鏡組件(4)的左右兩偵牝反射鏡組件(4)通過底部的螺釘固定在雙黑體輻射源外框架(26)內(nèi)，組成雙黑體輻射源(3); 所述的雙黑體輻射源控制器(2)中控溫儀(27)通過自帶卡口固定在控制器外框架(32)的前面板上，電源(28)、VMOS管(29)通過螺釘固定在控制器外框架(32)內(nèi)，直流風(fēng)扇(30)通過螺釘固定在控制器外框架(32)的后面板上，撥動開關(guān)(31)通過螺釘固定在控制器外框架(32)的左側(cè)面板上。電源(28)為控溫儀(27)、直流風(fēng)扇(30)、伺服電機(jī)(23)提供12V直流電，通過VMOS管為雙黑體輻射源(3)提供36V交流電； 輻射源工作時(shí)，通過控溫儀(27)為兩個(gè)黑體輻射源(3)設(shè)定不同的目標(biāo)溫度，控溫儀(27)向VMOS管(29)發(fā)出通斷信號，VMOS管(29)收到通斷信號后根據(jù)信號控制流向雙黑體輻射源(I)電流的通斷，使半導(dǎo)體制冷片(9)按信號進(jìn)行工作，精確控制黑體輻射源(3)的輻射溫度；兩個(gè)黑體輻射源(3)溫度穩(wěn)定后，撥動撥動開關(guān)(31)至一檔位，電源向伺服電機(jī)(23)提供正向電流,使反射鏡(14)處于位置一狀態(tài),輸出第一設(shè)定溫度的福射；撥動撥動開關(guān)(31)至二檔位，電源向伺服電機(jī)(23 )提供反向電流，使反射鏡(14 )處于位置二狀態(tài)，輸出第二設(shè)定溫度的輻射。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種野外使用的常溫大面源雙黑體輻射源，其特征在于所述的輻射源面板(6)表面噴涂高發(fā)射率材料，表面有效發(fā)射率達(dá)O. 95以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種野外使用的常溫大面源雙黑體輻射源，其特征在于所述的半導(dǎo)體制冷片(9)為39. 7X39. 7X4. 16mm,額定電壓12V，制冷功率38W。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種野外使用的常溫大面源雙黑體輻射源其特征在于所述的散熱器(10)采用航空招合金加工，基板厚IOmm,肋片長165mm、寬3mm、高64mm,間隔7mm均勻分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種野外使用的常溫大面源雙黑體輻射源，其特征在于所述的反射鏡組件(4)通過伺服電機(jī)(23)保證定位精度，伺服電機(jī)步距角為1.8°、256細(xì)分，旋轉(zhuǎn)定位精度達(dá)O. 007°。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種野外使用的常溫大面源雙黑體輻射源，它主要用于紅外系統(tǒng)的定標(biāo)、測試。本發(fā)明提出了具有雙黑體形式的大面源黑體輻射源。該雙黑體輻射源采用分體式結(jié)構(gòu)，包括雙黑體輻射源和雙黑體輻射源控制器。雙黑體輻射源包括兩個(gè)獨(dú)立工作的黑體輻射源，可單獨(dú)設(shè)定不同的溫度值；反射鏡機(jī)構(gòu)用于快速切換指定的紅外輻射；黑體輻射源采用主動制冷技術(shù)，可輸出常溫以下的紅外輻射；雙黑體輻射源控制器采用自適應(yīng)溫度補(bǔ)償技術(shù)，保證進(jìn)入被測設(shè)備的等效黑體溫度Te等同于黑體輻射源溫度T。本發(fā)明的特點(diǎn)是適用于野外工作；雙溫度點(diǎn)快速切換，易于測試噪聲等效溫差；采用自適應(yīng)溫度補(bǔ)償技術(shù)。
文檔編號G01J5/52GK102680108SQ201210142958
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月9日
發(fā)明者張才根, 朱承希, 李國友 申請人:中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所