一种真空黑体辐射源制造技术

本发明专利技术公开了一种用于星载定标的真空黑体辐射源，其包括圆柱形的黑体外筒；黑体腔体，所述黑体腔体包括第一部分和第二部分；至少一个加热组件，其用于对所述黑体腔体进行加热，其中，所述黑体腔体位于所述外筒内，在所述黑体腔体和所述外筒之间设置有定位支架。本发明专利技术的真空黑体辐射源具有口径大、稳定性好、发射率高和温度范围宽的优点，满足了航天航空黑体的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种黑体，尤其是涉及一种用于星载定标的真空黑体辐射源。
技术介绍
随着红外遥感技术的快速发展，红外遥感被广泛应用于军事领域和地球勘探、天气预报、环境监测等民用领域。然而所有的红外探测仪器都需要经过黑体标定后方可使用，黑体作为标准辐射源，其作用日益突出。如用于辐射温度计、热成像系统等辐射测温设备的标定，研究各种物质表明的热辐射特性以及辅助测量材料表面发射率等。此外，在航空航天领域上，通常用黑体模拟红外目标。航天热红外遥感是天基对地观测系统的重要观测手段，而高精度的星载定标系统(星载黑体)，对于保持红外载荷高稳定性和高精度的观测水平具有决定性作用。目前，以定量化要求最高的风云气象卫星为例，星上黑体的相对定标精度在1K～2K之间。如风云二号扫描辐射计采用口径20mm腔式黑体，相对定标准确度1.5K～2K，而风云三号A星中分辨率光谱成像仪红外分光计和地球辐射探测仪采用口径150mm和100mm的面黑体，相对定标精度1K～1.5K。为了使得卫星红外遥感量值连接到国际公认的测量标准上，需要不同卫星的红外遥感量值合并成为一个长期的观数据集，降低或者避免卫星之间差异造成的量值漂移的影响，使红外遥感满足对测量精度和长期稳定性的测量要求。基于目前的星上黑体定标精度不高，量值无法计量等制约我国红外遥感发展的瓶颈问题，急需研究新一代星载定标亮度的温度标准黑体。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种满足对测量精度和长期稳定性的测量要求的真空黑体辐射源。本专利技术提供了一种用于星载定标的真空黑体辐射源，其包括：圆柱形的黑体外筒；黑体腔体，所述黑体腔体包括第一部分和第二部分；至少一个加热组件，其用于对所述黑体腔体进行加热，其特征在于：所述黑体腔体位于所述外筒内，在所述黑体腔体和所述外筒之间设置有定位支架。其中，在黑体外筒的一端设置有电路连接板。其中，所述第一部分和第二部分为一体式结构。其中，所述至少一个加热组件包括加热丝。本专利技术还提供了一种真空黑体辐射源控制系统，其包括前述的真空黑体辐射源，还包括：标准铂电阻温度计组、至少一个温度控制器和测温仪。其中，所述标准铂电阻温度计组包括至少一支铂电阻温度计。本专利技术提供了一种用于风云气象卫星的高稳定性高精度黑体，该黑体为高精密真空黑体辐射源，该黑体辐射源具有口径大、稳定性好、发射率高和温度范围宽的优点，满足了航天航空黑体的需求。附图说明图1为本专利技术的真空黑体辐射源的结构示意图；图2为真空黑体辐射源的控制系统；图3为本专利技术的温度控制器的温度控制原理示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面结合附图对本专利技术的实施例进行说明，本领域技术人员应当理解，下述的说明只是为了便于对专利技术进行解释，而不作为对其范围的具体限定。图1所示为本专利技术的真空黑体辐射源的结构示意图。所述真空黑体辐射源包括圆柱形的外筒1，所述外筒1可由金属或其他合适的材料制成，所述外筒1的外围具有不锈钢外壳2，在所述不锈钢外壳2的下方具有用于支撑所述不锈钢外壳2的至少两个支架3，在所述外筒1内具有腔体5，所述腔体5包括第一部分和第二部分，所述第一部分为圆柱形空腔，所述第二部分为圆锥形腔底，所述第一部分和第二部分组装在一起，或者所述第一部分和第二部分为一体式结构，所述腔体5可由一整体块材加工而成，优选所述腔体5第一部分的长度为100-300mm，进一步优选为200mm或218mm，所述腔体5的第一部分的直径优选为60-120mm，进一步优选为80mm或92mm，其中所述腔体5的第一部分和第二部分可采用无氧铜制成，所述第一部分和第二部分可采用不同的材料。所述圆锥形腔底的一侧为向内凹的圆锥形，另一侧为圆柱体的底托，在所述底托上设置有温度计插槽6，所述温度计插槽6的长度为底托最大长度尺寸的一半以上，从而实现插槽内温度计的温度测量的准确性。在所述腔体5的内壁行进一步涂有Pyromark1200黑漆，所述黑漆涂层发射率为0.92，通过STEEP3蒙特卡罗模拟软件计算出空腔法向平均有效发射率为0.9962。在所述腔体的外侧壁上与外筒1的内表面之间设置有定位支架，所述腔体的第一部分和第二部分的连接处的外侧壁上设置有主加热组件7，在第一部分的中间位置的外侧壁处设置有第一附加热组件8，在第一部分的端口位置的外侧壁上设置有第二附加热组件9，如图1所示，在所述主加热组件7、第一附加热组件8和第二附加热组件9的位置处分别具有定位支架，所述定位支架将腔体5固定在黑体的外筒1的内部，从而腔体5的中心轴线与外筒1、外壳2的中心轴线相重合，所述主加热组件7、第一附加热组件8和第二附加热组件9可以为加热丝或加热膜或加热块等形式，当采用加热丝时，在加热丝外采用陶瓷管包裹，并且所述主加热组件7、第一附加热组件8和第二附加热组件9位于外壳2和腔体5之间，另外在每个加热组件的加热位置处设置有测温孔，该测温孔在靠近黑体的腔体外侧壁处，优选所述测温孔位于所述定位支架上，更优选测温孔位于腔体的外侧壁上，所述测温孔用于安装高精度铂电阻温度计，所述铂电阻温度计与所述腔体5的外侧壁尽可能的接触，使得温度计能够监测黑体的腔体中各个位置的温度变化。为提高黑体的温度稳定性和均匀性，本专利技术进一步设置第三附加热组件10，所述第三附加热组件作用于黑体腔体5的外侧，优选第三加热组件10为包裹整个外筒1的加热膜，从而对外筒进行整体加热，使得黑体腔体5内部的温场均匀分布，所述第三附加热组件10的外面包裹一层聚四氟乙烯保温层4，所述保温层4与外壳2相接触，因此，保温层4位于第三加热组件10和外壳2之间。针对四个加热组件，本专利技术采用两级四段方式进行控温，通过主加热组件7，第一附加热组件8，第二附加热组件9和第三附加热组件10进行加热，当采用加热丝时，在加热丝外采用陶瓷管包裹，进一步优选所述加热组件为加热膜，保证加热电路的正常工作。在黑体外筒1的一端设置有电路连接板11，在所述电路连接板11上设置有控制电路以及各种电子线路，在所述电路连接板上还设置有外部电气接头，在黑体的腔体和电路连接板之间安装了一层用于保温隔热的挡板12，使黑体整体处于一个稳定的温度，减少了环境温度对黑体内部的影响。如图2所示为真空黑体辐射源的控制系统，黑体辐射源的控温范围为180K～500K，该控制系统包括了如前述的真空黑体部分，标准铂电阻温度计组、四段温度控制器、测温仪以及计算机等部件。其中，标准铂电阻温度计组包括四支Pt100铂电阻温度计，分别为T1、T2、T3和T4，所述四只温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空黑体辐射源，其用于星载定标，包括：圆柱形的黑体外筒；黑体腔体，所述黑体腔体包括第一部分和第二部分；至少一个加热组件，其用于对所述黑体腔体进行加热，其特征在于：所述黑体腔体位于所述外筒内，在所述黑体腔体和所述外筒之间设置有定位支架。

【技术特征摘要】
1.一种真空黑体辐射源，其用于星载定标，包括：圆柱形的黑体外筒；黑体腔体，所
述黑体腔体包括第一部分和第二部分；至少一个加热组件，其用于对所述黑体腔体进行加
热，其特征在于：所述黑体腔体位于所述外筒内，在所述黑体腔体和所述外筒之间设置有
定位支架。
2.如权利要求1所述的真空黑体辐射源，其特征在于：在黑体外筒的一端设置有电路
连接板。
3.如权利要求1所述的真空黑体辐射源，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝小鹏，孙建平，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11