專利名稱：用于發射率測量的三腔黑體輻射源的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種發射率測量裝置，尤其是涉及一種用于發射率測量的三腔黑體輻射源。
背景技術：
發射率是衡量熱輻射體輻射本領的重要依據之一，研究和測量物體發射率對于揭示材料的熱輻射特性、提高輻射加熱效率和尋找節能新途徑都有重要的現實意義。在國防領域中，對導彈噴焰、蒙皮的發射率的認知，是軍事預警、制導和隱身的關鍵。而目標發射率數據獲得，是遙感、輻射測溫的基礎，直接決定了測量的不確定度。發射率是一個相當復雜的參數，材料的溫度、波長、表面狀況、發射角、偏振狀態等都會影響發射率的測量。這大大增加了發射率測量的多樣性和難度，因此，準確的測量材料 的發射率對國防行業和溫度校準都有重要意義。目前發射率測量方法主要包括直接測量技術、間接測量技術和混合測量技術。直接測量技術是最常見、最普遍的一種方法，而運用黑體輻射源搭建的直接測量技術是應用最廣泛的。以往用的單腔黑體輻射源在測量材料發射率時，不能同時測量多個待測樣品，不能和標準樣品、待測樣品、標準黑體輻射源三組數據進行實時數據比對，存在時效性差的問題。所以，研制一種三腔黑體輻射源是十分必要的。
發明內容
本發明的目的在于提供一種用于發射率測量的三腔黑體輻射源，該三腔黑體輻射源提高了測量材料發射率的時效性。本發明采用的技術方案是
本發明包括內置液體介質的液體恒溫器、黑體空腔殼、溫控裝置和標準溫度計；所述的黑體空腔殼有三個，均由前端為圓錐形空腔和后端為圓柱形空腔組成，三個黑體空腔殼的內壁均涂有高發射率涂料的涂層，液體恒溫器內的一端裝有溫控裝置，液體恒溫器內的另一端設有三個等距排列、大小相同且前端為圓錐形，后端為圓柱形的凹槽，凹槽的圓錐形朝向溫控裝置一側，三個黑體空腔殼分別各自置于與黑體空腔殼形狀相同的凹槽中，液體恒溫器外側面分別通過連接板與三個開口的圓柱形空腔外圓柱面固接，標準溫度計置于液體恒溫器中。所述圓柱形空腔直徑D與圓柱形空腔長度L之比為D :L為I :4 6。所述黑體空腔殼內壁高發射率涂料的發射率> O. 998。所述凹槽的材料為紫銅。所述圓錐形凹槽和圓錐形空腔的錐度均為120度。所述液體介質為凝固點高于_50°C且沸點低于300°C的油。本發明具有的有益效果是
本發明增加了黑體空腔，使本裝置可以同時測量三種不同待測樣品的發射率；也可以對待測樣品、標準樣品、標準輻射源的數據進行實時比對。同時，增加了黑體空腔殼和液體恒溫器的固定裝置，使黑體空腔便于拆卸、便于安放樣品。本發明的主要技術指標
a)溫度范圍-50°C 300°C；
b)黑體空腔發射率0.998以上。
圖I是本發明的結構示意圖。圖2是圖I的三個黑體空腔殼左視圖。
圖3是本發明俯視剖面圖。圖中1、液體恒溫器，2、圓柱形空腔，3、圓錐形空腔，4、黑體空腔殼，5、凹槽，6、標準溫度計，7、螺釘，8、控溫裝置，9、液體介質。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。本發明的關鍵部件是三個等距排列的黑體空腔殼。為了更準確的測量被測樣品的發射率，黑體空腔殼的發射率(包括有效發射率和積分發射率)必須接近于I。鑒此，采取了如下措施
a)設計成帶錐形底部的圓柱形空腔。加上圓錐形空腔有助于增加腔內的多次反射的機會，從而提聞空腔的發射率；
b)圓柱形空腔直徑D與圓柱形空腔長度L之比為D:L為I :4 6。理論上分析空腔直徑D和空腔長度L的比例在這之間，不僅具有高的空腔發射率，而且實際也便于分度。c)黑體空腔由鋁合金材料制成，腔體內壁涂有高發射率的涂層，并用積分球法對涂層進行反射率測量，這樣處理可以提高黑體空腔的發射率。如圖I、圖2、圖3所示，本發明包括內置液體介質9的液體恒溫器I、黑體空腔殼、溫控裝置8和標準溫度計6 ;所述的黑體空腔殼3有三個，均由前端為圓錐形空腔3和后端為圓柱形空腔2組成，三個黑體空腔殼4的內壁均涂有高發射率涂料的涂層，液體恒溫器I內的一端裝有溫控裝置8，液體恒溫器I內的另一端設有三個等距排列、大小相同且前端為圓錐形，后端為圓柱形的凹槽5，凹槽5的圓錐形朝向溫控裝置8—側，三個黑體空腔殼4分別各自置于與黑體空腔殼4形狀相同的凹槽5中，液體恒溫器I外側面分別通過連接板用螺釘7與三個開口的圓柱形空腔2外圓柱面固接，標準溫度計6置于液體恒溫器I中。所述圓柱形空腔2直徑D與圓柱形空腔2長度L之比為D :L為I :4 6。所述黑體空腔殼4內壁高發射率涂料的發射率> O. 998。所述凹槽5的材料為紫銅。
所述圓錐形凹槽5和圓錐形空腔3的錐度均為120度。所述液體介質9為凝固點高于_50°C且沸點低于300°C的油。圖I中所示的控溫裝置8為加熱器和制冷器分別使用于不同的溫度范圍。它們分別在環境溫度以上和以下啟動。控溫裝置8的控溫范圍為-50°C 30(TC，控溫精度小于±0. I。。。
圖I中所示的標準溫度計6為二等標準鉬電阻溫度計WZPB-2 (測量溫度范圍為-183 420°C)作為標準溫度計，測量液體恒溫器I的溫度。液體恒溫器I中的液體介質9為硅油。 圖I中所示的黑體空腔殼4用厚度為5_的鋁制材料制成，黑體空腔殼4由內徑為45mm長度為250mm的圓柱形空腔2和錐角為120度、底面內徑為30mm圓錐形空腔3焊接而成，要求同心度偏差小于O. Imm ；
圖I中所示的液體恒溫器I的凹槽5采用厚度為5mm的紫銅材料制成，圓柱形的凹槽5的內徑為50mm，長度為250mm ;圓錐形的凹槽5的底面內徑為50臟，錐角為120度。兩個相鄰凹槽5的圓柱形中心距離為150mm。形成三個等間距排列的凹槽5。凹槽5采用的材料為紫銅，它具有良好的導熱性，大大提高了液體介質9和黑體空腔殼4溫度的一致性。圖I中所示的黑體空腔殼4通過螺釘7固定在液體恒溫器I中。擰開螺釘，黑體空腔便可以從凹槽5中抽出，便于安放樣品。利用本裝置可采用能量法測量樣品的發射率。材料的發射率是通過確定被測材料與黑體在相同波長與溫度下單色輻射出度的比值而得出的，即
權利要求
1.一種用于發射率測量的三腔黑體輻射源，包括內置液體介質(9)的液體恒溫器(I)、黑體空腔殼(4)、溫控裝置(8)和標準溫度計(6);其特征在于所述的黑體空腔殼(4)有三個，均由前端為圓錐形空腔⑶和后端為圓柱形空腔⑵組成，三個黑體空腔殼⑷的內壁均涂有高發射率涂料的涂層，液體恒溫器(I)內的一端裝有溫控裝置(8)，液體恒溫器(I)內的另一端設有三個等距排列、大小相同且前端為圓錐形，后端為圓柱形的凹槽(5)，凹槽(5)的圓錐形朝向溫控裝置(8) —側，三個黑體空腔殼(4)分別各自置于與黑體空腔殼(4)形狀相同的凹槽(5)中，液體恒溫器(I)外側面分別通過連接板與三個開口的圓柱形空腔(2)外圓柱面用螺釘(7)固接，標準溫度計(6)置于液體恒溫器(I)中。
2.根據權利要求I所述的一種用于發射率測量的三腔黑體輻射源，其特征在于所述圓柱形空腔⑵直徑D與圓柱形空腔⑵長度L之比為D :L為I :4 6。
3.根據權利要求I所述的一種用于發射率測量的三腔黑體輻射源，其特征在于所述黑體空腔殼(4)內壁高發射率涂料的發射率> 0.998。
4.根據權利要求I所述的一種用于發射率測量的三腔黑體輻射源，其特征在于所述凹槽(5)的材料為紫銅。
5.根據權利要求I所述的一種用于發射率測量的三腔黑體輻射源，其特征在于所述圓錐形凹槽(5)和圓錐形空腔(3)的錐度均為120度。
6.根據權利要求I所述的一種用于發射率測量的三腔黑體輻射源，其特征在于所述液體介質(9)為凝固點高于_50°C且沸點低于300°C的油。
全文摘要
本發明公開了一種用于發射率測量的三腔黑體輻射源。包括內置液體介質的液體恒溫器、黑體空腔殼、溫控裝置和標準溫度計；黑體空腔殼有三個，均由前端為圓錐形空腔和后端為圓柱形空腔組成，黑體空腔殼的內壁均涂有高發射率涂料的涂層，液體恒溫器內裝有溫控裝置，和設有三個等距排列、大小相同且前端為圓錐形，后端為圓柱形的凹槽，三個黑體空腔殼分別各自置于與黑體空腔殼形狀相同的凹槽中，液體恒溫器外側面與三個開口的圓柱形空腔外圓柱面固接，標準溫度計置于液體恒溫器中。本發明增加了黑體空腔，可以同時測量三種不同待測樣品的發射率；也可以對待測樣品、標準樣品、標準輻射源的數據進行實時比對。黑體空腔可拆卸、便于安放樣品。
文檔編號G01N21/71GK102829875SQ20121031450
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月30日 優先權日2012年8月30日
發明者孫堅, 章龍飛, 趙泉欽, 陳樂 , 鐘紹俊, 崔志尚 申請人:中國計量學院