一種小型低溫黑體控溫裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及自動控制領域，尤其涉及一種小型低溫黑體控溫裝置。
【背景技術】
[0002]低溫面源黑體作為紅外譜段的標準輻射源，廣泛應用于紅外探測器、紅外成像系統及紅外輻射測溫系統的標定中。現有的低溫面源黑體控溫器件體積較大，結構復雜，降溫速度慢，控溫穩定性一般為±0.1K?±0.5K，不能滿足紅外探測器標定的精度要求。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型提供一種小型低溫黑體控溫裝置，用以解決現有技術中的控溫器件體積較大且控溫穩定性不足的問題。
[0004]具體的，本實用新型提供的小型低溫黑體控溫裝置，包括:真空杜瓦、斯特林制冷機、耦合法蘭、黑體輻射板和溫度傳感器；
[0005]所述溫度傳感器布設在所述黑體輻射板上；
[0006]所述黑體輻射板封裝在所述真空杜瓦內，所述溫度傳感器通過所述真空杜瓦上的引線絕緣子引出；
[0007]所述斯特林制冷機通過所述耦合法蘭與所述真空杜瓦插入式耦合連接，以為所述真空杜瓦內的所述黑體輻射板提供冷量。
[0008]可選地，本實用新型所述裝置中，所述黑體輻射板至少具有以下特征之一:
[0009]所述黑體輻射板的上表面經過發黑處理；
[0010]所述黑體福射板為圓形，直徑為40mm?50mm;
[0011 ]所述黑體輻射板為銅材料。
[0012]可選地，本實用新型所述裝置中，所述黑體輻射板封裝在所述真空杜瓦內，具體包括:所述黑體輻射板固定在所述真空杜瓦的冷指上。
[0013]可選地，本實用新型所述裝置中，所述溫度傳感器粘接在所述黑體輻射板的下表面的邊緣。
[0014]可選地，本實用新型所述裝置中，所述黑體輻射板的上表面邊緣設有用于屏蔽周圍常溫輻射的屏蔽環;所述黑體輻射板的下面表面設有均溫板。
[0015]可選地，本實用新型所述裝置在所述真空杜瓦內靠近所述黑體輻射板的布設位置的冷指臂上設有加熱裝置。
[0016]本實用新型有益效果如下:
[0017]本實用新型通過將黑體輻射板置于真空杜瓦內，利用斯特林制冷機給黑體輻射板提供冷量，通過溫度傳感器測試黑體輻射板溫度，能夠實現60K?300K的黑體溫度，控溫精度達到0.0lK，控溫穩定性達到0.01K。
[0018]并且本實用新型所述裝置結構設計簡單、緊湊，降溫速度快，控溫穩定性高。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型提供的一種小型低溫黑體控溫裝置的總體結構圖；
[0020]圖2為本實用新型所述裝置中真空杜瓦與斯特林制冷機連接結構的A-A方向剖視圖；
[0021]圖3為本實用新型所述裝置中真空杜瓦與斯特林制冷機連接結構的B-B方向剖視圖。
【具體實施方式】
[0022]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0023]如圖1所示，本實用新型提供的小型低溫黑體控溫裝置包括:斯特林制冷機1、真空杜瓦2、耦合法蘭3、黑體輻射板4和溫度傳感器14;其中:
[0024]溫度傳感器14布設在黑體輻射板4上；
[0025]黑體輻射板4封裝在真空杜瓦2內，溫度傳感器14通過真空杜瓦2上的引線絕緣子11引出；
[0026]斯特林制冷機I通過耦合法蘭3與真空杜瓦2插入式耦合連接，以為真空杜瓦2內的黑體輻射板4提供冷量。
[0027]下面結合本實用新型所述裝置的A-A方向(如圖2所示)、B_B方向(如圖3所示)的剖視圖，對本實用新型所述裝置的結構及功能進行更詳盡的闡述。
[0028]本實用新型實施例中，真空杜瓦2具體包括:冷指5、過渡環6、外殼7、窗座8和窗片9，冷指5與過渡環6之間、外殼7與窗座8之間均為激光焊接，過渡環6與外殼7之間為釬焊焊接，排氣管10、引線絕緣子11、吸氣劑絕緣子12釬焊在外殼上，窗片9通過高頻焊焊接在窗座8上，真空杜瓦2內安裝有吸氣劑13。黑體輻射板4為圓形，溫度傳感器14粘接在黑體輻射板4下表面邊緣，黑體輻射板4與冷指5釬焊。斯特林制冷機I包括制冷機15、散熱器和驅動控制器16和制冷機冷指18，斯特林制冷機I的冷指18通過耦合法蘭3與真空杜瓦2的冷指5完成插入式耦合。
[0029]本實施例中，斯特林制冷機的驅動控制器具有較高的控溫精度，能夠滿足設計要求。
[°03°]本實施例中，真空杜瓦的真空度能達到小于5.0X 10—13atm.cc/s，以使制冷機能夠快速降溫。真空杜瓦2內安裝吸氣劑13是為了長期保持杜瓦內的高真空度，以使黑體輻射板4能夠降低至設定溫度。
[0031]進一步地，本實用新型的實施例中，黑體福射板4的直徑優選為40mm-50mm，即能保證紅外探測器標定的光學視場要求，也能滿足斯特林制冷機I的負載要求。
[0032]在本實用新型的一個較佳實施例中，黑體輻射板4采用銅材料，導熱率較高，上表面邊緣設計有屏蔽環結構4-1，以屏蔽黑體輻射板4周圍窗座的常溫輻射，下表面設計有均溫板結構4-2，以保證黑體輻射板4的溫度均勻性。
[0033]在本實用新型的又一個較佳實施例中，黑體輻射板4上表面經過發黑處理，使其表面發射率能達到0.92。
[0034]進一步地，本實用新型實施例中，采用的溫度傳感器14為工業鉑電阻，溫區為:55K-300K，數量為2個，能夠保證溫度測量精度。
[0035]另外，本實施例中，還可以通過更改窗片9的材料和膜系設計，實現短波、中波、長波等特定譜段的紅外透過，用于紅外探測器不同的標定要求。
[0036]在本實用新型的又一實施例中，在真空杜瓦2內靠近黑體輻射板4的布設位置的冷指臂上設有加熱裝置17，該加熱裝置17的部署可以拓展黑體輻射板4的溫度范圍，使之能夠用于紅外探測器高溫背景的標定。需要指出的是，加熱裝置17和斯特林制冷機I不同時工作。
[0037]綜上所述，可知本實用新型所述裝置通過將黑體輻射板置于真空杜瓦內，通過斯特林制冷機給黑體輻射板提供冷量，通過溫度傳感器測試黑體輻射板溫度，能夠實現60K?300K的黑體溫度，控溫精度達到0.01K，控溫穩定性達到0.01K，很好的解決了現有技術中的問題。
[0038]總之，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種小型低溫黑體控溫裝置，其特征在于，包括:真空杜瓦、斯特林制冷機、耦合法蘭、黑體輻射板和溫度傳感器； 所述溫度傳感器布設在所述黑體輻射板上； 所述黑體輻射板封裝在所述真空杜瓦內，所述溫度傳感器通過所述真空杜瓦上的引線絕緣子引出； 所述斯特林制冷機通過所述耦合法蘭與所述真空杜瓦插入式耦合連接，以為所述真空杜瓦內的所述黑體輻射板提供冷量。2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述黑體輻射板至少具有以下特征之一: 所述黑體輻射板的上表面經過發黑處理； 所述黑體福射板為圓形，直徑為40mm?50mm; 所述黑體輻射板為銅材料。3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述黑體輻射板封裝在所述真空杜瓦內，具體包括:所述黑體輻射板固定在所述真空杜瓦的冷指上。4.如權利要求1或2或3所述的裝置，其特征在于，所述溫度傳感器粘接在所述黑體輻射板的下表面的邊緣。5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于， 所述黑體輻射板的上表面邊緣設有用于屏蔽周圍常溫輻射的屏蔽環； 所述黑體輻射板的下面表面設有均溫板。6.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，在所述真空杜瓦內靠近所述黑體輻射板的布設位置的冷指臂上設有加熱裝置。
【專利摘要】本實用新型公開了一種小型低溫黑體控溫裝置，所述裝置包括：真空杜瓦、斯特林制冷機、耦合法蘭、黑體輻射板和溫度傳感器；所述溫度傳感器布設在所述黑體輻射板上；所述黑體輻射板封裝在所述真空杜瓦內，所述溫度傳感器通過所述真空杜瓦上的引線絕緣子引出；所述斯特林制冷機通過所述耦合法蘭與所述真空杜瓦插入式耦合連接，以為所述真空杜瓦內的所述黑體輻射板提供冷量。本實用新型通過將黑體輻射板置于真空杜瓦內，利用斯特林制冷機給黑體輻射板提供冷量，通過溫度傳感器測試黑體輻射板溫度，能夠實現60K～300K的黑體溫度，控溫精度達到0.01K，控溫穩定性達到0.01K。
【IPC分類】G05D23/20
【公開號】CN205353806
【申請號】CN201521076031
【發明人】張磊, 王亮
【申請人】中國電子科技集團公司第十一研究所
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2015年12月22日