[发明专利]黑体空腔辐射源

说明书

技术领域

本发明涉及一种黑体空腔辐射源。

背景技术

随着红外探测器技术的不断发展，红外测温仪得到了越来越广泛的应用。前几年，“非典”以及“H1N1流感”的流行大大的加快了这一进程，使得我国使用红外测温仪的数量急剧的增加，据不完全统计，目前在我国多种场所使用的红外测温仪的数量已超过30万台。现在，红外测温仪总的趋势是向快速、长波以及中温、常温、低温领域发展，而这过去一般只用于500℃以上的短波区域。

红外测温仪可分为单色(窄波段)和全辐射(宽波段)两种。目前，我国进口甚多、种类繁杂、性能各异。这大大增加了计量校准发面的难度。毫无疑问，准确的对各种红外测温仪进行计量校准与分度对于提高产品质量以及保证人体健康都具有重要意义。

目前，红外测温仪的计量校准与分度主要是使用黑体炉。所谓黑体炉，一般是使用三段绕组进行加热和控温的炉子，并在炉内置入黑体空腔。由于结构和控温技术的限制，黑体空腔内的温度均匀性较差以及温度波动度较大，特别的用在中低温的情况下。这样，黑体空腔发射率只能达到0.99左右，限制了红外测温仪计量校准与分度准确度的提高。因此，研制一种新型的、实用的、中低温黑体辐射源是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种黑体空腔辐射源，该黑体空腔辐射源改善了黑体空腔的温度分布，使之具有等温的特征，从而大大提高了黑体空腔的发射率。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括内置液体介质的液体恒温器、液体恒温器内装有黑体空腔和控温装置、泵和标准温度计；所述的黑体空腔包括内壁涂有黑色漫反射涂层的空腔内壳和空腔外壳，在液体恒温器内同轴安装前端为圆锥形空腔后端为圆柱形空腔的空腔内壳，空腔内壳外装形状相同的空腔外壳，空腔内壳与空腔外壳之间形成等间距的空心夹层，空腔内壳的端面与液体恒温器的外壁连接；所述的泵包括泵壳、叶轮、泵轴和电机，空腔外壳的圆锥形空腔开口与泵壳连通，泵壳通过开口与液体恒温器连通，安装在泵壳内的叶轮经泵轴与安装在液体恒温器上的电机相连接，标准温度计通过空腔外壳顶端的开口置于空心夹层内，空腔外壳等分开有开口。

所述空腔内壳的圆柱形空腔的直径与长度之比不大于1/4，圆锥形空腔的锥角为120度。

所述空腔外壳等分开有多个开口其六个圆心角均为30度。

所述空腔内壳和空腔外壳材料为铝合金。

所述液体介质为水或凝固点高于-50℃且沸点低于300℃的油。

本发明具有的有益效果是：

本发明通过增加空腔外壳和泵，使恒温器内的液体介质可以在空腔内壳和空腔外壳之间的空心夹层内循环流动，改善了黑体空腔的温度分布，使之具有等温的特征，从而提高黑体空腔的发射率。

综上所述，本发明提供了一种高发射率，高稳定度，具有漫反射和等温特征的新型的黑体空腔辐射源，其主要技术指标：

a)温度范围：-50℃～300℃；

b)黑体空腔发射率：0.996以上；

c)空腔内壁表面发射率：0.9；

该黑体空腔辐射源适用于红外测温仪的计量校准与分度，在标准计量院以及相关的工业部门具有广泛的用途。

附图说明

图1是本发明黑体空腔辐射源结构示意图。

图2是本发明黑体空腔辐射源空腔外壳前端的剖面图。

图中：1、液体恒温器，2、圆柱形空腔，3、圆锥形空腔，4、空腔内壳，5、空心夹层，6、空腔外壳，7、开口，8、标准温度计，9、开口，10、泵壳，11、开口，12、叶轮，13、泵轴，14、电机，15、控温装置，16、液体介质。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明的关键部件是黑体空腔。为了把标准器的量值准确地传递到被检的红外测温仪，黑体空腔的发射率(包括有效发射率和积分发射率)必须非常接近于1。鉴此，采取了如下措施：

1.黑体空腔设计

a)设计成带锥形底部的圆柱形空腔。加上锥形地有助于增加腔的多次反射的机会，从而提高黑体空腔的发射率；

b)腔口直径与腔体长度的比例值不大于1/4，即D/L≤1/4。理论上，该比值越小，空腔发射率越高。考虑到实际的校准与分度情况，1/4是一个合理的选择；

c)恒温器内的腔壁周围设计一夹层。这样，使恒温器的流体介质可以在黑体空腔的夹层内循环流动，从而大大改善了黑体空腔内的温度分布，使之具有等温的特征。与非等温腔相比，等温腔的发射率要高出许多。

2.工艺处理