[实用新型]一种球形腔体标准黑体辐射源

说明书

技术领域

本实用新型涉及红外辐射源技术领域，主要涉及的是一种球形腔体标准黑体辐射源。

背景技术

随着科学技术的迅速发展，红外技术在军事和民用领域得到了广泛的应用。1990年国际温标(ITS-90)规定，用黑体辐射的光谱辐射亮度来复现温度。黑体辐射源在辐射测温溯源中的作用日益突出，是红外技术研究、红外辐射测量和各种红外产品生产、验收、定标的必备设备。黑体辐射源(以下简称“黑体”)是作为标定红外测温仪的标准器。

在温度计量领域，主要是利用黑体辐射和温度的对应关系，因此要求黑体的发射率越高越好。要求黑体的辐射能量按照光谱分布(也就是黑体光谱辐射能量、也称为单色能量)都能符合普朗克定律，这样我们在检定或校准辐射温度计时，以黑体的温度(或标准辐射温度计)的示值，来修正辐射温度计的偏差。因此在选择黑体时通常是选择发射率较高的腔式黑体，同时也要注意黑体腔口直径，温度均匀性和辐射温度不确定度。

一般情况下，黑体由黑体腔、加热器、保温器、冷却器、测温元件、控温元件以及精密辐射光阑等七大部件组成。其中，黑体腔的优化设计及腔芯制备工艺是获得最佳发射率的最基本条件。加热器和保温器是获得稳定而均匀的温场分布。控温和测温元件是用于控制腔内获得所需恒定均匀温度场辐射。辐射光阑是限制和调节辐射源辐射能量的大小。

目前，国内黑体辐射源，腔体多为圆柱形或锥形空腔，发射率低，准确度、一致性、重复性差，结构简单，采用恒温油槽或非均匀布置的加热材料或者加热丝来取得均匀温场，在氧气气氛环境中工作温度低，加热材料非均匀布置,而且大多通过单层进行加热，稳定性和均匀性差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种双层均匀加热，提高一种温度稳定、热场非常均匀的球形腔体标准黑体辐射源。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种球形腔体标准黑体辐射源，其特征在于：包括黑体辐射源整体机箱、设在黑体辐射源整体机箱内具有开口的黑体辐射球形腔体、在黑体辐射球形腔体外的加热装置、包裹在加热装置外围的保温材料、连接黑体辐射球形腔体的温度传感器以及与所述加热装置、温度传感器电连接并提供控制信号的温控系统；所述加热装置包括上层加热元件和下层加热元件以及包裹黑体辐射球形腔体外围的均匀分布的加热材料；所述温度传感器包括上层温度传感器和下层温度传感器。

在上述方案中，所述温控系统包括电路开关、温度控制仪表、固态继电器；所述上层温度传感器、下层温度传感器分别连接温度控制仪表；所述固态继电器包括上层固态继电器和下层固态继电器，所述温度控制仪表、上层固态继电器、上层加热元件依次连接，所述温度控制仪表、下层固态继电器、下层加热元件依次连接。

作为优选的实施方案，所述加热装置还包括一个设有开口的加热炉膛以及加热炉膛的开口内的刚玉管，所述加热炉膛为球形，其直径比黑体辐射球形腔体直径大，所述上层加热元件和下层加热元件通过刚玉管固定在加热炉膛与黑体辐射球形腔体之间，所述加热材料均匀分布在加热炉膛与黑体辐射球形腔体之间的剩余空间。

作为优选的实施方案，所述黑体辐射球形腔体的开口的轴线、加热炉膛的开口的轴线和刚玉管的轴线三者处在同一水平线上。

作为优选的实施方案，所述黑体辐射球形腔体的开口直径为50-100mm。

作为优选的实施方案，所述黑体辐射源整体机箱面上设有排热孔。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：上层温度传感器、下层温度传感器的输出信号接入温控系统的模拟量输入端，形成负反馈信号，从而实现自动调节温度值，并通过上层加热元件和下层加热元件分开加热均匀分布的加热材料，使黑体辐射球形腔体置于精准控温的上下部分的均匀温场里，保证球形腔的温度一致，均匀性更好，从而提高了校准的可靠度。

附图说明

图1是球形腔体标准黑体辐射源的正视图。

图2是球形腔体标准黑体辐射源的侧视图。

图3是温控系统、温度传感器与加热装置连接图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。