[发明专利]一种适应低冷真空环境的小面源高温黑体源

说明书

本发明为了解决现有技术中在典型空间环模设备的环境参数下的高温黑体源缺少通用解决方案的缺陷，而提出一种适应低冷真空环境的小面源高温黑体源，包括：热解石墨发热核心元件、供电回路、多层辐射屏隔热系统；其中热解石墨发热核心元件和供电回路设置在多层辐射屏隔热系统的内部；供电回路用于为热解石墨发热核心元件加电，使热解石墨发热核心元件生成热辐射；多层辐射屏隔热系统用于形成黑体辐射源内部封闭热环境。本发明适用于对半实物仿真系统的目标照明。

技术领域

本发明涉及空间红外光环境模拟领域，具体涉及一种适应低冷真空环境的小面源高温黑体源。

背景技术

随着红外技术的发展，红外寻的制导技术已成为当代国防军事领域的核心科技之一，伴随导弹武器研制过程中半实物仿真系统的需求，产生了红外目标与环境仿真技术。近年来许多武器系统需工作在低冷真空的空间环境中，为了使仿真尽量贴近真实环境，模拟目标的半实物仿真系统也需要工作在低冷真空环境中。

典型空间环模设备所提供的环境参数为：背景绝对温度不大于100K；环境气压不高于1.3×10^-3Pa。在该环境下应用于红外点源半实物仿真系统的高温黑体源要求如下：1)发热面温度需达到2400K以上；2)温度稳定性好(小于5％/30min)；3)电功耗低；4)无污染；5)低电压工作；6) 热平衡时间短；7)漏热少；8)体积小；9)可靠性好。

目前在此环境下的光机结构技术已较为成熟，目标运动所涉及的运动机构也已形成产业，唯有应用于该环境下的高温黑体源尚无通用的解决方案。

因此，需要一种新的高温黑体源方案来解决现有技术的问题。

发明内容

本发明的一个目的是解决现有技术中在典型空间环模设备的环境参数下的高温黑体源缺少通用解决方案的缺陷，而提出一种适应低冷真空环境的小面源高温黑体源，包括：热解石墨发热核心元件、供电回路、多层辐射屏隔热系统；其中热解石墨发热核心元件和供电回路设置在多层辐射屏隔热系统的内部；供电回路用于为热解石墨发热核心元件加电，使热解石墨发热核心元件生成热辐射；多层辐射屏隔热系统用于形成黑体辐射源内部封闭热环境。

优选地，热解石墨发热核心元件具有主发热区和元件固定区，所述主发热区的厚度低于所述元件固定区。

优选地，所述元件固定区分布在热解石墨发热核心元件的两端，所述主发热区分布在热解石墨发热核心元件的中央。

优选地，供电回路包括主电极、穿舱电极和直流电源；所述主电极通过穿舱电极和直流电源连接。

优选地，适应低冷真空环境的小面源高温黑体源还包括压块和耐热绝缘座，所述主电极安装在耐热绝缘座上；所述热解石墨发射核心元件通过压块压装在主电极上。

优选地，多层辐射屏隔热系统包括内辐射屏、中辐射屏、外壳、宽波段红外窗口。

优选地，适应低冷真空环境的小面源高温黑体源还包括窗口压装法兰，所述窗口压装法兰通过用于密封的O型圈将宽波段红外窗口密封安装在外壳上。

优选地，内辐射屏、中辐射屏、外壳在红外辐射通路上设置有光阑，能够约束黑体辐射出射能量角度。

优选地，内辐射屏、中辐射屏、外壳均为06Cr19Ni10不锈钢材料。

优选地，耐热绝缘座为氧化锆陶瓷材质。

本发明采用热解石墨材料制作发热核心，采用直接对热解石墨元件供电方式使其发热。由于热解石墨电阻率较小，所以可以实现低压大电流方式工作。又由于石墨材料热熔低、密度小且元件体积较小，所以可以实现在短时间内达到热平衡，作为黑体辐射源为系统提供高效、快速、稳定的红外辐射。

本发明的有益效果为：