一種小型低溫黑體控溫裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及自動控制領(lǐng)域，尤其涉及一種小型低溫黑體控溫裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]低溫面源黑體作為紅外譜段的標(biāo)準(zhǔn)輻射源，廣泛應(yīng)用于紅外探測器、紅外成像系統(tǒng)及紅外輻射測溫系統(tǒng)的標(biāo)定中。現(xiàn)有的低溫面源黑體控溫器件體積較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，降溫速度慢，控溫穩(wěn)定性一般為±0.1K?±0.5K，不能滿足紅外探測器標(biāo)定的精度要求。
【實用新型內(nèi)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(xiàn)有技術(shù)中的控溫器件體積較大且控溫穩(wěn)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(jī)、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(shè)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(nèi)，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(jī)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(nèi)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(jīng)過發(fā)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(nèi)，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(shè)有用于屏蔽周圍常溫輻射的屏蔽環(huán);所述黑體輻射板的下面表面設(shè)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(nèi)靠近所述黑體輻射板的布設(shè)位置的冷指臂上設(shè)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(nèi)，利用斯特林制冷機(jī)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?qū)崿F(xiàn)60K?300K的黑體溫度，控溫精度達(dá)到0.0lK，控溫穩(wěn)定性達(dá)到0.01K。
[0018]并且本實用新型所述裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、緊湊，降溫速度快，控溫穩(wěn)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(jié)構(gòu)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(jī)連接結(jié)構(gòu)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(jī)連接結(jié)構(gòu)的B-B方向剖視圖。
【具體實施方式】
[0022]下面將結(jié)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(shù)方案進(jìn)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?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)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(hù)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(jī)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(shè)在黑體輻射板4上；
[0025]黑體輻射板4封裝在真空杜瓦2內(nèi)，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(jī)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(nèi)的黑體輻射板4提供冷量。
[0027]下面結(jié)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(jié)構(gòu)及功能進(jìn)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(huán)6、外殼7、窗座8和窗片9，冷指5與過渡環(huán)6之間、外殼7與窗座8之間均為激光焊接，過渡環(huán)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(nèi)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(jī)I包括制冷機(jī)15、散熱器和驅(qū)動控制器16和制冷機(jī)冷指18，斯特林制冷機(jī)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(jī)的驅(qū)動控制器具有較高的控溫精度，能夠滿足設(shè)計要求。
[°03°]本實施例中，真空杜瓦的真空度能達(dá)到小于5.0X 10—13atm.cc/s，以使制冷機(jī)能夠快速降溫。真空杜瓦2內(nèi)安裝吸氣劑13是為了長期保持杜瓦內(nèi)的高真空度，以使黑體輻射板4能夠降低至設(shè)定溫度。
[0031]進(jìn)一步地，本實用新型的實施例中，黑體福射板4的直徑優(yōu)選為40mm-50mm，即能保證紅外探測器標(biāo)定的光學(xué)視場要求，也能滿足斯特林制冷機(jī)I的負(fù)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(dǎo)熱率較高，上表面邊緣設(shè)計有屏蔽環(huán)結(jié)構(gòu)4-1，以屏蔽黑體輻射板4周圍窗座的常溫輻射，下表面設(shè)計有均溫板結(jié)構(gòu)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(jīng)過發(fā)黑處理，使其表面發(fā)射率能達(dá)到0.92。
[0034]進(jìn)一步地，本實用新型實施例中，采用的溫度傳感器14為工業(yè)鉑電阻，溫區(qū)為:55K-300K，數(shù)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(shè)計，實現(xiàn)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(biāo)定要求。
[0036]在本實用新型的又一實施例中，在真空杜瓦2內(nèi)靠近黑體輻射板4的布設(shè)位置的冷指臂上設(shè)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(biāo)定。需要指出的是，加熱裝置17和斯特林制冷機(jī)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(nèi)，通過斯特林制冷機(jī)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?qū)崿F(xiàn)60K?300K的黑體溫度，控溫精度達(dá)到0.01K，控溫穩(wěn)定性達(dá)到0.01K，很好的解決了現(xiàn)有技術(shù)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(hù)范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)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(jī)、耦合法蘭、黑體輻射板和溫度傳感器； 所述溫度傳感器布設(shè)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(nèi)，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(jī)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(nèi)的所述黑體輻射板提供冷量。2.如權(quán)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(jīng)過發(fā)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(quán)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(nèi)，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(quán)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(quán)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(shè)有用于屏蔽周圍常溫輻射的屏蔽環(huán)； 所述黑體輻射板的下面表面設(shè)有均溫板。6.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，在所述真空杜瓦內(nèi)靠近所述黑體輻射板的布設(shè)位置的冷指臂上設(shè)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(jī)、耦合法蘭、黑體輻射板和溫度傳感器；所述溫度傳感器布設(shè)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(nèi)，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(jī)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(nèi)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(nèi)，利用斯特林制冷機(jī)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?qū)崿F(xiàn)60K～300K的黑體溫度，控溫精度達(dá)到0.01K，控溫穩(wěn)定性達(dá)到0.01K。
【IPC分類】G05D23/20
【公開號】CN205353806
【申請?zhí)枴緾N201521076031
【發(fā)明人】張磊, 王亮
【申請人】中國電子科技集團(tuán)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