一種高發射率面源黑體輻射源及其制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種高發射率面源黑體輻射源及其制作方法，其包括：底板，該底板用于形成面源黑體的支撐結構；形成于所述底板上的預定數量的錐體，所述錐體按照預定的方式在所述底板上排布；所述錐體與所述底板為一體式結構；相鄰錐體之間具有錐槽，所述錐槽為非平凹形。本發明的面源黑體制作簡單，節省了加工工藝，降低了成本，且制造方便，便于擴展，能夠制成大面積的面源黑體，具有很高的發射率，滿足了紅外譜段的檢定需求。
【專利說明】
一種高發射率面源黑體輻射源及其制作方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種黑體，尤其是涉及一種高發射率的面源黑體輻射源以及制作方 法。
【背景技術】
[0002] 面源黑體作為紅外譜段的標準輻射源，廣泛應用于紅外遙感器、熱像儀的標定中。 隨著紅外技術的發展，其應用越來越廣泛，溫度范圍進一步擴展。尤其隨著對地觀測系統的 建立，紅外遙感相機設計口徑越來越大，要求面源黑體的口徑也越來越大。對于面源黑體輻 射源來說，其發射率取決于面源的面型結構和涂層，不同的面型結構對面源黑體輻射的發 射率會產生影響，采用不同的涂層也會使得黑體的發射率不同。
[0003] 目前，面源黑體的表面具有陣列式排布的可重復性結構，其表面的形狀會影響面 源黑體輻射源的發射率，而且作為面源黑體通常采用在整體的板材上進行加工，從而在一 塊板材上形成突出的錐體，然而，由于加工裝置的加工能力的限制，導致相鄰的錐體的底部 為平凹形，從而使得面源黑體輻射源的發射率降低，影響面源黑體輻射源的性能。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種具有較高發射率的面源黑體輻射源，以及制造相應的面 源黑體輻射源的方法。
[0005] 本發明提供了一種面源黑體輻射源，其包括:底板，該底板用于形成面源黑體輻射 源的支撐結構;形成于所述底板上的預定數量的錐體，所述錐體按照預定的方式在所述底 板上排布;所述錐體與所述底板為一體式結構;相鄰錐體之間具有錐槽，所述錐槽為非平凹 形。
[0006] 其中，所述錐體為四棱錐體。
[0007] 其中，該面源黑體輻射源具有呈現矩陣式排列的四棱錐體，所述四棱錐體為N行，M 列的矩陣組合，其中N為大于1的整數，M也為大于1的整數。
[0008] 其中，所述四棱錐體的錐角范圍在18°~30°。
[0009]其中，在錐槽處形成有孔道，所述孔道形狀不限，孔道的外接圓直徑為四棱錐底邊 長的0.5%~15%。
[0010] 其中，所述面源黑體輻射源的發射率大于0.991。
[0011] 本發明提供了一種面源黑體輻射源的制造方法，其特征在于：
[0012] 提供一整塊的板材；
[0013] 對所述板材進行加工，形成有與底板一體式結構的錐體；
[0014] 在所述相鄰的錐體之間底端連接處形成非平凹形的錐槽。
[0015]其中，將所述錐體形成為四棱錐體。
[0016] 其中，將所述四棱錐體的錐角范圍形成在18°~30°之間。
[0017] 其中，在所有錐體的表面覆蓋高發射率涂層，獲得高發射率的面源黑體輻射源。
[0018] 其中，所述四棱錐體成矩陣狀排布。
[0019] 本發明的面源黑體輻射源的制作簡單，節省了加工工藝，降低了成本，且制造方 便，便于擴展，能夠制成大面積的面源黑體，具有很高的發射率，滿足了紅外譜段的檢定需 求。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發明的面源黑體輻射源的俯視結構示意圖；
[0021 ]圖2為本發明的面源黑體輻射源的底面結構示意圖；
[0022] 圖3為本發明的面源黑體輻射源的側面結構示意圖；
[0023] 圖4為本發明的包括不規則形狀的孔道的側面結構示意圖；
[0024] 圖5為本發明的面源黑體輻射源的等軸側視結構示意圖；
【具體實施方式】
[0025] 為了便于理解本發明，下面結合附圖對本發明的實施例進行說明，本領域技術人 員應當理解，下述的說明只是為了便于對發明進行解釋，而不作為對其范圍的具體限定。
[0026] 如圖1所示，本發明的面源黑體的俯視結構示意圖，從圖1上可以看到，該面源黑體 具有呈現矩陣式排列的四棱錐體，所述面源黑體為N行，M列的矩陣組合，其中N為大于1的整 數，M也為大于1的整數，當需要設置較大面積的面源黑體時，設定N和M為較大的數值，從而 可獲得大尺寸的面源黑體，根據具體的面源黑體的尺寸的需要，設置不同數量的四棱錐體 可獲得不同尺寸的面源黑體，滿足對不同口徑的面源黑體的需求。
[0027] 如圖2所示，本發明的面源黑體的底面結構示意圖，所述面源黑體輻射源的底板與 四棱錐互為一體，所述底板為四棱錐體提供支撐。所述面源黑體輻射源的底板的與四棱椎 體所在相反的一側面為光滑平整的平面，在該平面上可以用于粘附加熱裝置，該加熱裝置 優選為網狀加熱絲、加熱膜或其他結構形式的加熱裝置，通過該加熱裝置為該面源黑體提 供熱源。
[0028] 如圖3所示，為本發明的面源黑體的側面結構示意圖，四棱錐體依次排列，以相鄰 的兩個錐體為例對所述面源黑體進行說明，其并不作為對面源黑體的具體限定，僅為了便 于理解本發明的面源黑體結構，其中，第一錐體31和第二錐體32與底板35結合在一起，優 選所述第一錐體31、第二錐體32和底板35為一體式結構。所述第一錐體31與第二錐體32的 底端鄰接，在第一錐體31和第二錐體32之間具有錐槽33,在所述第二錐體32的與第一錐體 31相鄰的側邊的底部的下方形成有孔道34,該孔道34的截面為圓形，如圖3的截面結構所 示，圓形的孔道34位于第二錐體32的一個側邊的下端，該圓形孔道34與第一錐體31的側邊 相切，第一錐體31靠近錐槽33的側邊具有大于第二錐體32靠近錐槽33的側邊的長度。在采 用加工裝置加工時，首先將底板35的板材加工出第一錐體31的形狀，然后采用工具在錐體 的側邊加工出錐槽33,所述錐槽33具有一定的深度和預定的角度，再依次加工相鄰第二錐 體32,以此類推在板材上形成形狀相同，大小一致的四棱錐體。在采用加工裝置加工時，在 相鄰的第一錐體31和第二錐體32底端連接的錐槽33處加工出預定形狀、大小的孔道34,依 次在任意相鄰的兩個錐體連接的錐槽底部加工出相同結構的孔道34,形成等距分布的槽 孔，所述槽孔也可以稱為孔道，其中所述孔道形狀優選為圓形，其直徑0d優選為四棱錐的 底邊長度的10 %。孔道34的作用是避免相鄰錐體相接的錐槽位置為平凹形，加工大小合宜 的孔道，其形狀可以作各種變化，只要避免錐體相接的錐槽位置為平凹形，且不改變四棱錐 的錐形結構即可，例如圖4所示，孔道為不規則形狀的孔形成，其外接圓直徑優選為四棱錐 的底邊長度的10 %。
[0029] 如圖5所示，本發明的實施例的面源黑體輻射源的等軸側視立體結構示意圖。面源 黑體是由四棱錐組成的陣列結構，相鄰錐體底端錐槽位置具有等距分布的孔道，形成了面 源黑體，其主要由完全相同的四棱錐構成，其中錐角范圍在18°~30°，在所有錐體的表面覆 蓋高發射率涂層，可獲得較高發射率的面源黑體輻射源，其中面源黑體的發射率優選大于 0.991。面源黑體的錐體與底板為一體式結構，使得面源黑體的溫度分布均勻，避免了四棱 錐與底板為分體式結構中由于接觸不好帶來的溫度梯度，以及繁瑣的組裝過程。面源黑體 的四棱錐銳角在制作加工時，由于在相鄰的四棱錐體結構之間加工有孔道，便于加工工具 的作業，避免了切割堆積，保證了錐體的棱角尖銳，從表面結構方面保證了較高的發射率。
[0030] 本發明的面源黑體輻射源的制作簡單，節省了加工工藝，降低了成本，且制造方 便，便于擴展，能夠便利地制成大面積的面源黑體，并具有很高的發射率，滿足了紅外譜段 的檢定需求。
[0031] 可以理解的是，雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以 限定本發明。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發明技術方案范圍情況下， 都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等 同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對 以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍 內。
【主權項】
1. 一種面源黑體輻射源，其包括:底板，該底板用于形成面源黑體輻射源的支撐結構； 形成于所述底板上的預定數量的錐體，所述錐體按照預定的方式在所述底板上排布;其特 征在于:所述錐體與所述底板為一體式結構，相鄰錐體之間具有錐槽，所述錐槽為非平凹 形。2. 如權利要求1所述的面源黑體輻射源，其特征在于:所述錐體為四棱錐體。3. 如權利要求1所述的面源黑體輻射源，其特征在于:該面源黑體輻射源具有呈現矩陣 式排列的四棱錐體，所述四棱錐體為N行，M列的矩陣組合，其中N為大于1的整數，M也為大于 1的整數。4. 如權利要求1所述的面源黑體輻射源，其特征在于:所述四棱錐體的錐角范圍在18° ~30。。5. 如權利要求1所述的面源黑體輻射源，其特征在于:所述面源黑體輻射源的發射率大 于0.991。6. -種如權利要求1-5所述的面源黑體輻射源的制造方法，其步驟包括： 提供一整塊的板材； 對所述板材進行加工，形成與底板一體式結構的錐體； 相鄰的錐體之間底端連接處形成非平凹形的錐槽。7. 如權利要求6所述的制造方法，其特征在于:將所述錐體形成為四棱錐體。8. 如權利要求7所述的制造方法，其特征在于:將所述四棱錐體的錐角范圍形成在18° ~30°之間。9. 如權利要求8所述的制造方法，其特征在于:在所有錐體的表面覆蓋高發射率涂層， 獲得高發射率的面源黑體輻射源。10. 如權利要求9所述的制造方法，其特征在于:所述四棱錐體成矩陣狀排布。
【文檔編號】G01J5/00GK105910714SQ201610227670
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月13日
【發明人】郝小鵬, 孫建平
【申請人】中國計量科學研究院