專利名稱：微型黑體輻射源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于紅外輻射源技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及的是一種微型黑體輻射源。用于 航空航天產(chǎn)品、紅外模擬目標(biāo)源、實(shí)驗(yàn)室測試設(shè)備、紅外搜索設(shè)備測試，
背景技術(shù)：
微型黑體輻射源作為一種小型紅外輻射源，已廣泛應(yīng)用于模擬目標(biāo)。目前國內(nèi)普 遍使用的一種超小型黑體輻射源，其腔體采用圓柱加圓錐結(jié)構(gòu)，制造工藝復(fù)雜，且對溫度的 控制采用模糊控制，將加熱絲作為熱敏電阻使用。通過將工作中的加熱絲的電阻經(jīng)查找表 運(yùn)算得到當(dāng)前的溫度，與單片機(jī)內(nèi)預(yù)制的設(shè)定溫度對比，并根據(jù)這個溫度差進(jìn)行模糊控制。 這種控溫方式復(fù)雜且不直觀，控溫精度低，尤其黑體與單片機(jī)必須是一一對應(yīng)的，每個黑體 都必須有嚴(yán)格的預(yù)先測量其溫度與阻值的對應(yīng)關(guān)系，不具有通用性。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的由此產(chǎn)生，提出一種微型黑體輻射源。解決現(xiàn)有微型黑體輻射 源通用性差，控溫方式復(fù)雜、不直觀的問題，不僅控溫簡便、控溫精度高、有效發(fā)射率高，而 且體積質(zhì)量小、制造工藝簡單。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)上述目的采用的技術(shù)方案是微型黑體輻射源由輻射體、熱電偶、 數(shù)顯溫控儀組成，輻射體包括輻射腔、高鋁纖維布、加熱鉬絲、耐高溫引線和外殼體，輻射腔 為圓柱腔體結(jié)構(gòu)，加熱鉬絲呈雙螺旋狀纏繞在輻射腔的外表面上，該加熱鉬絲的兩端與耐 高溫引線的一端連接，耐高溫引線的另一端外接電源，輻射腔設(shè)置在外殼體內(nèi)，在輻射腔與 外殼體之間設(shè)置有高鋁纖維布，熱電偶一端伸入輻射腔的腔體用來測量輻射腔的溫度，另 一端與數(shù)顯溫控儀連接，電源通過繼電器實(shí)現(xiàn)對加熱鉬絲的控制，數(shù)顯溫控儀通過熱電偶 的反饋控制繼電器的開關(guān)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕，內(nèi)部型腔采用圓柱腔結(jié)構(gòu)的輻射腔，利用 溫度控制儀中的PID控制組件控制溫度，控溫精度士0. 1°C，不需要模擬校準(zhǔn)，溫度均勻性 好。有效發(fā)射率可達(dá)0. 97士0. 03，輻射溫度穩(wěn)定性可達(dá)士0. 2°C /h。溫度控制儀自帶的LED 顯示屏可實(shí)時顯示黑體的實(shí)測溫度，通過控制面板進(jìn)行溫度設(shè)定，可顯示設(shè)定溫度值。數(shù)顯 溫控儀有串口通訊功能，可與計(jì)算機(jī)通訊，由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對黑體溫度的設(shè)定控制。

圖1為本實(shí)用新型微型輻射體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型輻射體輻射腔的剖面圖；圖3為本實(shí)用新型控溫、加熱原理圖。圖中1、輻射腔，2、襯環(huán)，3、端蓋，4、高鋁纖維布，5、加熱鉬絲，6、耐高溫引線，7、熱 電偶，8、外殼體，9、溝槽具體實(shí)施方法[0011]
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型所述的微型黑體輻射源由輻射體、熱電偶、數(shù)顯溫控儀組成。如圖1-2 所示，輻射體包括輻射腔1、襯環(huán)2、端蓋3、高鋁纖維布4、加熱鉬絲5、耐高溫引線6和外殼 體8，輻射腔1為圓柱腔體結(jié)構(gòu)，以保證黑體輻射體有較高的發(fā)射率和溫度均勻性。其采用 不銹鋼材料制作，在80(TC下，使表面氧化，腔體外表面涂敷耐高溫絕緣層，輻射腔外徑為 3mm，輻射口徑為2mm。在腔體外表面上均勻的開設(shè)螺旋狀溝槽9用以把加熱鉬絲5沿溝槽 均勻地纏繞在腔體的外表面，給輻射腔加溫。加熱鉬絲5的兩端與耐高溫引線6的一端連 接，耐高溫引線6的另一端外接電源對加熱鉬絲供電。在輻射腔1腔體外表面包裹有高鋁 纖維布4，利用工裝夾具把包裹有纖維布的腔體固定在外殼體8內(nèi)并確保輻射腔體和外殼 體之間沒有縫隙，襯環(huán)2設(shè)置在外殼體8內(nèi)。外殼體8是一中空的封閉圓柱體，前端和側(cè)壁 為一體，其外徑為16mm，長度為30mm。外殼體8的后端設(shè)置端蓋3，所有引線(耐高溫引線 和熱電偶引線)均從端蓋上的開口處引出。熱電偶7采用K型熱電偶作為測溫傳感器，其 一端伸入輻射腔1的腔體用來測量輻射腔的溫度，通過數(shù)顯溫控儀中的PID控制組件使得 輻射腔內(nèi)的溫度與設(shè)定溫度保持一致，另一端數(shù)顯溫控儀連接。數(shù)顯溫控儀采用的是已有 的UT150溫控儀，其控制電路為常規(guī)的控制電路。如圖3所示，電源通過繼電器實(shí)現(xiàn)對加熱 鉬絲的控制，數(shù)顯溫控儀通過熱電偶的反饋控制繼電器的開關(guān)。當(dāng)熱電偶測量到的溫度低 于設(shè)定溫度時，繼電器打開，加熱鉬絲工作，輻射腔內(nèi)開始加熱；當(dāng)熱電偶測量到的溫度等 于設(shè)定溫度時，繼電器關(guān)斷，加熱鉬絲停止加溫，輻射腔內(nèi)保持此時的溫度，從而實(shí)現(xiàn)對輻 射腔溫度的控制。
權(quán)利要求一種微型黑體輻射源，包括輻射體，其特征是還包括熱電偶(7)和數(shù)顯溫控儀，所述的輻射體包括輻射腔(1)、高鋁纖維布(4)、加熱鉑絲(5)、耐高溫引線(6)和外殼體(8)，輻射腔為圓柱腔體結(jié)構(gòu)，加熱鉑絲呈雙螺旋狀纏繞在輻射腔的外表面上，該加熱鉑絲的兩端與耐高溫引線的一端連接，耐高溫引線的另一端外接電源，輻射腔設(shè)置在外殼體內(nèi)，在輻射腔與外殼體之間設(shè)置有高鋁纖維布，熱電偶(7)的一端伸入所述輻射體的輻射腔(1)腔體內(nèi)用來測量輻射腔的溫度，另一端與數(shù)顯溫控儀連接，電源通過繼電器實(shí)現(xiàn)對加熱鉑絲的控制，數(shù)顯溫控儀通過熱電偶的反饋控制繼電器的開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型黑體輻射源，其特征是在所述輻射腔(1)的腔體外表 面上均勻的開設(shè)螺旋狀溝槽(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型黑體輻射源，其特征是在所述外殼體(8)內(nèi)設(shè)置有襯 環(huán)(2)，且外殼體(8)的前端和側(cè)壁為一體成型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微型黑體輻射源，其特征是所述輻射腔(1)的外徑為 3mm，輻射口徑為2mm，外表面涂敷耐高溫絕緣層。
專利摘要本實(shí)用新型公開的微型黑體輻射源由輻射體，熱電偶和數(shù)顯溫控儀組成，輻射體包括輻射腔(1)、高鋁纖維布(4)、加熱鉑絲(5)、耐高溫引線(6)和外殼體(8)，輻射腔為圓柱腔體結(jié)構(gòu)，加熱鉑絲呈雙螺旋狀纏繞在輻射腔的外表面上，該加熱鉑絲的兩端與耐高溫引線的一端連接，耐高溫引線的另一端外接電源，輻射腔設(shè)置在外殼體內(nèi)，在輻射腔與外殼體之間設(shè)置有高鋁纖維布，熱電偶(7)的一端伸入所述輻射體的輻射腔腔體內(nèi)用來測量輻射腔的溫度，另一端與數(shù)顯溫控儀連接，電源通過繼電器實(shí)現(xiàn)對加熱鉑絲的控制，數(shù)顯溫控儀通過熱電偶的反饋控制繼電器的開關(guān)。本實(shí)用新型不僅控溫簡便、控溫精度高、有效發(fā)射率高，而且體積質(zhì)量小、制造工藝簡單。
文檔編號H05B3/40GK201690620SQ201020150858
公開日2010年12月29日 申請日期2010年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日
發(fā)明者史東才, 周海龍, 張偉, 方世杰, 李龍星, 沈俊芳, 閔志宇, 雷建 申請人:洛陽理工學(xué)院