專利名稱：用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制裝置及抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雜散輻射抑制裝置及抑制方法。
背景技術(shù)：
熱輻射物性參數(shù)是工程設(shè)計(jì)、熱過(guò)程及輻射信號(hào)傳輸分析的基礎(chǔ)輸入數(shù)據(jù)，對(duì)相關(guān)工程技術(shù)與科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的發(fā)展非常重要。實(shí)驗(yàn)測(cè)量是獲得高溫?zé)彷椛湮镄詳?shù)據(jù)的基本手段，而在進(jìn)行固體材料的高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)研究中，雜散輻射抑制是實(shí)驗(yàn)成功的重要技術(shù)保證。由于試樣需要加熱到幾百或者上千攝氏度，高溫加熱環(huán)境以及相關(guān)器件不可避免的成為了強(qiáng)雜散輻射發(fā)射源，溫度越高，雜散輻射越強(qiáng)。有效光信號(hào)往往淹沒(méi)在雜散輻射中，給成功的探測(cè)造成了很大的干擾；另外，由于高精度探測(cè)設(shè)備的測(cè)量范圍有限，如果大量雜散輻射入射到信號(hào)接收光敏面往往使探測(cè)設(shè)備飽和溢出，導(dǎo)致有效信號(hào)測(cè)量失敗。特別是高溫下半透明材料的高溫紅外熱輻射物性實(shí)驗(yàn)研究中，只有有效抑制了雜散輻射的干擾，才能保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性。隨著高溫領(lǐng)域特殊材料應(yīng)用的發(fā)展，高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)研究變得越來(lái)越重要。而如何抑制這類實(shí)驗(yàn)中的雜散輻射，創(chuàng)造穩(wěn)定性好的有效信號(hào)探測(cè)環(huán)境，成為影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的關(guān)鍵和難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了抑制熱輻射物性實(shí)驗(yàn)的雜散輻射，從而提供一種用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制裝置及抑制方法。用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制裝置，它包括一號(hào)移動(dòng)式消光筒、加熱室、二號(hào)移動(dòng)式消光筒、一號(hào)遮光屏、一號(hào)反射鏡、二號(hào)遮光屏、三號(hào)反射鏡、探測(cè)器和二號(hào)反射鏡；所述一號(hào)移動(dòng)式消光筒的光出射端和二號(hào)移動(dòng)式消光筒的光入射端均能夠插入加熱室內(nèi)；入射光入射至一號(hào)移動(dòng)式消光筒，并所述經(jīng)一號(hào)移動(dòng)式消光筒消光后入射至位于加熱室中的固體材料試樣，經(jīng)所述固體材料試樣透射后入射至二號(hào)移動(dòng)式消光筒，經(jīng)所述二號(hào)移動(dòng)式消光筒消光后入射至一號(hào)遮光屏，經(jīng)所述一號(hào)遮光屏透射后入射至一號(hào)反射鏡，經(jīng)所述一號(hào)反射鏡反射至二號(hào)反射鏡，經(jīng)所述二號(hào)反射鏡反射至二號(hào)遮光屏，經(jīng)所述二號(hào)遮光屏透射后入射至三號(hào)反射鏡，經(jīng)所述三號(hào)反射鏡反射后入射至探測(cè)器的探測(cè)面。它還包括加熱裝置，所述加熱裝置用于給加熱室加熱。它還包括一號(hào)移動(dòng)機(jī)構(gòu)和二號(hào)移動(dòng)機(jī)構(gòu),所述一號(hào)移動(dòng)機(jī)構(gòu)由一號(hào)刻度導(dǎo)軌和一號(hào)光學(xué)調(diào)整架組成；一號(hào)光學(xué)調(diào)整架的底部位于一號(hào)刻度導(dǎo)軌上，并能夠在該一號(hào)刻度導(dǎo)軌上滑動(dòng)；所述一號(hào)光學(xué)調(diào)整架的上端與一號(hào)移動(dòng)式消光筒的筒壁固定連接；一號(hào)刻度導(dǎo)軌與一號(hào)移動(dòng)式消光筒平行設(shè)置；二號(hào)移動(dòng)機(jī)構(gòu)由二號(hào)刻度導(dǎo)軌和二號(hào)光學(xué)調(diào)整架組成； 二號(hào)光學(xué)調(diào)整架的底部位于二號(hào)刻度導(dǎo)軌上，并能夠在該二號(hào)刻度導(dǎo)軌上滑動(dòng)；所述二號(hào)光學(xué)調(diào)整架的上端與二號(hào)移動(dòng)式消光筒的筒壁固定連接；二號(hào)刻度導(dǎo)軌與二號(hào)移動(dòng)式消光筒平行設(shè)置?；谏鲜鲭s散輻射抑制裝置的用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制方法，它由以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟一、將固體材料試樣放置于加熱室內(nèi)，并將該固體材料試樣加熱；步驟二、將一號(hào)移動(dòng)式消光筒的光出射端和二號(hào)移動(dòng)式消光筒的光入射端插入到加熱室內(nèi)；然后打開激光器，使該激光器產(chǎn)生發(fā)出入射光，采用一號(hào)移動(dòng)式消光筒對(duì)所述入射光進(jìn)行首次消光，首次消光后的入射光入射至加熱室內(nèi)并經(jīng)固體材料試樣透射后獲得透射光；步驟三、將步驟二獲得的透射光采用二號(hào)移動(dòng)式消光筒進(jìn)行再次消光，獲得再次消光后的入射光；步驟四、采用一號(hào)遮光屏對(duì)步驟三獲得的再次消光后的入射光進(jìn)行遮擋，獲得遮擋后的入射光；步驟五、將步驟四獲得的首次遮擋后的入射光采用一號(hào)反射鏡進(jìn)行反射，獲得第一次反射后的反射光；步驟六、將步驟五獲得的第一次反射后的反射光采用二號(hào)反射鏡進(jìn)行反射，獲得第二次反射后的反射光；步驟七、將步驟六獲得的第二次反射后的反射光采用二號(hào)遮光屏進(jìn)行遮擋，獲得遮擋后的反射光；步驟八、將步驟七獲得的遮擋后的反射光采用三號(hào)反射鏡進(jìn)行反射，獲得第三次反射后的反射光，實(shí)現(xiàn)對(duì)固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制。有益效果本發(fā)明能夠?qū)腆w材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射進(jìn)行有效抑制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)固體材料的高溫透射率的精確測(cè)量。并且，本發(fā)明的抑制效果與加熱溫度成正比，加熱溫度越高，抑制效果越好。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一、結(jié)合圖I說(shuō)明本具體實(shí)施方式
，用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散福射抑制裝置，它包括一號(hào)移動(dòng)式消光筒4、加熱室5、二號(hào)移動(dòng)式消光筒7、一號(hào)遮光屏8、一號(hào)反射鏡9、二號(hào)遮光屏10、三號(hào)反射鏡11、探測(cè)器12和二號(hào)反射鏡13 ;所述一號(hào)移動(dòng)式消光筒4的光出射端和二號(hào)移動(dòng)式消光筒7的光入射端均能夠插入加熱室5 內(nèi)；入射光入射至一號(hào)移動(dòng)式消光筒4,并所述經(jīng)一號(hào)移動(dòng)式消光筒4消光后入射至位于加熱室5中的固體材料試樣6，經(jīng)所述固體材料試樣6透射后入射至二號(hào)移動(dòng)式消光筒7，經(jīng)所述二號(hào)移動(dòng)式消光筒7消光后入射至一號(hào)遮光屏8，經(jīng)所述一號(hào)遮光屏8透射后入射至一號(hào)反射鏡9，經(jīng)所述一號(hào)反射鏡9反射至二號(hào)反射鏡13，經(jīng)所述二號(hào)反射鏡13反射至二號(hào)遮光屏10，經(jīng)所述二號(hào)遮光屏10透射后入射至三號(hào)反射鏡11，經(jīng)所述三號(hào)反射鏡 11反射后入射至探測(cè)器12的探測(cè)面。
工作原理本發(fā)明首先采用動(dòng)態(tài)消光技術(shù)，利用熱屏蔽的原理阻止了高溫加熱室內(nèi)壁的發(fā)射輻射，以及最大限度的減少試樣自身發(fā)射輻射進(jìn)入探測(cè)光路成為雜散輻射。測(cè)量時(shí)，消光筒插入到加熱室內(nèi)5位于固體材料試樣6的兩側(cè)，把除固體材料試樣6的測(cè)量區(qū)域外的高溫加熱室內(nèi)環(huán)境屏蔽在測(cè)量光路之外；由于只在測(cè)量的一小段時(shí)間內(nèi)消光筒才插入到加熱室內(nèi)，溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于加熱室內(nèi)壁的溫度，消光筒的發(fā)射輻射與高溫加熱室內(nèi)壁的輻射相比顯得很弱，因此移動(dòng)式消光筒對(duì)加熱室內(nèi)壁的雜散輻射有很好的熱屏蔽作用。另外，獨(dú)特的導(dǎo)軌定位設(shè)計(jì)，可以根據(jù)試樣的厚度以及試樣與消光筒的距離而調(diào)整定位位置， 保證在測(cè)量不同試樣時(shí)都有很好的熱屏蔽效果。另外，本發(fā)明通過(guò)多次反射和遮光屏遮擋，顯著削弱了未被消光筒屏蔽掉的雜散輻射。由于雜散輻射源的發(fā)射為漫發(fā)射，遮光屏通過(guò)減小光路通道的面積，對(duì)加熱裝置方面的雜散輻射有很好的遮擋作用；而反射鏡的多次反射增加了光程，使雜散輻射入射到探測(cè)器光敏面的立體角變小，從而降低了雜散輻射的強(qiáng)度。另外，由于多次反射，光電探測(cè)器光敏面背對(duì)加熱裝置，避免了加熱裝置方面的強(qiáng)雜散輻射直接入射。本技術(shù)發(fā)明對(duì)高溫?zé)彷椛湮镄詼y(cè)量實(shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制提供了有效的技術(shù)手段， 溫度越高，該方法的的作用越明顯。本發(fā)明適用于需要抑制雜散輻射的各種固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)。
具體實(shí)施方式
二、本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一所述的用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制裝置的區(qū)別在于，它還包括加熱裝置16，所述加熱裝置16用于給加熱室5加熱。
具體實(shí)施方式
三、本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一或二所述的用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制裝置的區(qū)別在于，它還包括一號(hào)移動(dòng)機(jī)構(gòu)和二號(hào)移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述一號(hào)移動(dòng)機(jī)構(gòu)由一號(hào)刻度導(dǎo)軌I和一號(hào)光學(xué)調(diào)整架2組成；一號(hào)光學(xué)調(diào)整架2的底部位于一號(hào)刻度導(dǎo)軌I上，并能夠在該一號(hào)刻度導(dǎo)軌I上滑動(dòng)；所述一號(hào)光學(xué)調(diào)整架2的上端與一號(hào)移動(dòng)式消光筒4的筒壁固定連接；一號(hào)刻度導(dǎo)軌I與一號(hào)移動(dòng)式消光筒4平行設(shè)置；二號(hào)移動(dòng)機(jī)構(gòu)由二號(hào)刻度導(dǎo)軌15和二號(hào)光學(xué)調(diào)整架14組成；二號(hào)光學(xué)調(diào)整架14的底部位于二號(hào)刻度導(dǎo)軌15上，并能夠在該二號(hào)刻度導(dǎo)軌15上滑動(dòng)；所述二號(hào)光學(xué)調(diào)整架14 的上端與二號(hào)移動(dòng)式消光筒7的筒壁固定連接；二號(hào)刻度導(dǎo)軌15與二號(hào)移動(dòng)式消光筒7平行設(shè)置。本實(shí)施方式中，在進(jìn)行抑制之前，對(duì)裝置進(jìn)行初始調(diào)制，調(diào)整方法為I、先將試樣6放在加熱室5內(nèi)，分別調(diào)整一號(hào)光學(xué)調(diào)整架2和二號(hào)光學(xué)調(diào)整架14， 使一號(hào)移動(dòng)式消光筒4和二號(hào)移動(dòng)式消光筒7的中心軸線沿試樣的法線方向，以便順利插入到加熱室5內(nèi)。2、根據(jù)試樣6的厚度分別移動(dòng)一號(hào)光學(xué)調(diào)整架2和二號(hào)光學(xué)調(diào)整架14，使試樣6 兩側(cè)的一號(hào)移動(dòng)式消光筒4和二號(hào)移動(dòng)式消光筒7均與其保持在適宜距離，確保升溫后熱膨脹的試樣不會(huì)觸碰到一號(hào)移動(dòng)式消光筒4和二號(hào)移動(dòng)式消光筒7 ；3、調(diào)整一號(hào)反射鏡9、三號(hào)反射鏡11、二號(hào)反射鏡13與一號(hào)遮光屏8和一號(hào)遮光屏10的相對(duì)位置與高度，確保一號(hào)遮光屏8和一號(hào)遮光屏10所在平面垂直于試樣的法線方向，一號(hào)反射鏡9、三號(hào)反射鏡11、二號(hào)反射鏡13與一號(hào)遮光屏8和一號(hào)遮光屏10的中心與一號(hào)移動(dòng)式消光筒4和二號(hào)移動(dòng)式消光筒7的中心軸線在同一水平面。
6
4、旋轉(zhuǎn)一號(hào)反射鏡9、三號(hào)反射鏡11、二號(hào)反射鏡13,使一號(hào)反射鏡9、三號(hào)反射鏡
11、二號(hào)反射鏡13可以把有效光信號(hào)反射到背對(duì)加熱裝置16的光電探測(cè)器12的光敏面上。
具體實(shí)施方式
四、本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
三所述的用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制裝置的區(qū)別在于，固體材料試樣6為半透明固體材料試樣。
具體實(shí)施方式
五、基于具體實(shí)施方式
一的用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制方法，它由以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟一、將固體材料試樣6放置于加熱室5內(nèi)，并將該固體材料試樣6加熱；步驟二、將一號(hào)移動(dòng)式消光筒4的光出射端和二號(hào)移動(dòng)式消光筒7的光入射端插入到加熱室5內(nèi)；然后打開激光器，使該激光器產(chǎn)生發(fā)出入射光，采用一號(hào)移動(dòng)式消光筒4 對(duì)所述入射光進(jìn)行首次消光，首次消光后的入射光入射至加熱室內(nèi)并經(jīng)固體材料試樣6透射后獲得透射光；步驟三、將步驟二獲得的透射光采用二號(hào)移動(dòng)式消光筒7進(jìn)行再次消光，獲得再次消光后的入射光；步驟四、采用一號(hào)遮光屏8對(duì)步驟三獲得的再次消光后的入射光進(jìn)行遮擋，獲得遮擋后的入射光；步驟五、將步驟四獲得的首次遮擋后的入射光采用一號(hào)反射鏡9進(jìn)行反射，獲得第一次反射后的反射光；步驟六、將步驟五獲得的第一次反射后9的反射光采用二號(hào)反射鏡13進(jìn)行反射， 獲得第二次反射后的反射光；步驟七、將步驟六獲得的第二次反射后9的反射光采用二號(hào)遮光屏10進(jìn)行遮擋， 獲得遮擋后的反射光；步驟八、將步驟七獲得的遮擋后的反射光采用三號(hào)反射鏡11進(jìn)行反射，獲得第三次反射后的反射光，實(shí)現(xiàn)對(duì)固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制。
權(quán)利要求
1.用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制裝置，其特征是它包括一號(hào)移動(dòng)式消光筒(4)、加熱室(5)、二號(hào)移動(dòng)式消光筒(7)、一號(hào)遮光屏(8)、一號(hào)反射鏡(9)、二號(hào)遮光屏(10)、三號(hào)反射鏡(11)、探測(cè)器(12)和二號(hào)反射鏡(13);所述一號(hào)移動(dòng)式消光筒 (4)的光出射端和二號(hào)移動(dòng)式消光筒(7)的光入射端均能夠插入到加熱室(5)內(nèi)；入射光入射至一號(hào)移動(dòng)式消光筒(4),并所述經(jīng)一號(hào)移動(dòng)式消光筒(4)消光后入射至位于加熱室(5)中的固體材料試樣￠)，經(jīng)所述固體材料試樣(6)透射后入射至二號(hào)移動(dòng)式消光筒(7)，經(jīng)所述二號(hào)移動(dòng)式消光筒(X)消光后入射至一號(hào)遮光屏(8),經(jīng)所述一號(hào)遮光屏(8)透射后入射至一號(hào)反射鏡(9)，經(jīng)所述一號(hào)反射鏡(9)反射至二號(hào)反射鏡(13)，經(jīng)所述二號(hào)反射鏡(13)反射至二號(hào)遮光屏(10)，經(jīng)所述二號(hào)遮光屏(10)透射后入射至三號(hào)反射鏡(11)，經(jīng)所述三號(hào)反射鏡(11)反射后入射至探測(cè)器(12)的探測(cè)面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制裝置，其特征在于它還包括加熱裝置(16)，所述加熱裝置(16)用于給加熱室(5)加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制裝置，其特征在于它還包括一號(hào)移動(dòng)機(jī)構(gòu)和二號(hào)移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述一號(hào)移動(dòng)機(jī)構(gòu)由一號(hào)刻度導(dǎo)軌(I)和一號(hào)光學(xué)調(diào)整架(2)組成；一號(hào)光學(xué)調(diào)整架(2)的底部位于一號(hào)刻度導(dǎo)軌(I)上， 并能夠在該一號(hào)刻度導(dǎo)軌(I)上滑動(dòng)；所述一號(hào)光學(xué)調(diào)整架(2)的上端與一號(hào)移動(dòng)式消光筒(4)的筒壁固定連接；一號(hào)刻度導(dǎo)軌(I)與一號(hào)移動(dòng)式消光筒(4)平行設(shè)置；二號(hào)移動(dòng)機(jī)構(gòu)由二號(hào)刻度導(dǎo)軌(15)和二號(hào)光學(xué)調(diào)整架(14)組成；二號(hào)光學(xué)調(diào)整架(14)的底部位于二號(hào)刻度導(dǎo)軌(15)上，并能夠在該二號(hào)刻度導(dǎo)軌(15)上滑動(dòng)；所述二號(hào)光學(xué)調(diào)整架(14) 的上端與二號(hào)移動(dòng)式消光筒(7)的筒壁固定連接；二號(hào)刻度導(dǎo)軌(15)與二號(hào)移動(dòng)式消光筒(7)平行設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制裝置，其特征在于固體材料試樣(6)為半透明固體材料試樣。
5.基于權(quán)利要求I所述的雜散輻射抑制裝置的用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制方法，其特征是它由以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟一、將固體材料試樣(6)放置于加熱室(5)內(nèi)，并將該固體材料試樣(6)加熱；步驟二、將一號(hào)移動(dòng)式消光筒(4)的光出射端和二號(hào)移動(dòng)式消光筒(7)的光入射端插入到加熱室(5)內(nèi)；然后并打開激光器，使該激光器產(chǎn)生入射光，采用號(hào)移動(dòng)式消光筒(4)對(duì)所述入射光進(jìn)行首次消光，首次消光后的入射光入射至加熱室內(nèi)并經(jīng)固體材料試樣(6)透射后獲得透射光；步驟三、將步驟二獲得的透射光采用二號(hào)移動(dòng)式消光筒(7)進(jìn)行再次消光，獲得再次消光后的入射光；步驟四、采用一號(hào)遮光屏(8)對(duì)步驟三獲得的再次消光后的入射光進(jìn)行遮擋，獲得遮擋后的入射光；步驟五、將步驟四獲得的首次遮擋后的入射光采用一號(hào)反射鏡(9)進(jìn)行反射，獲得第一次反射后的反射光；步驟六、將步驟五獲得的第一次反射后(9)的反射光采用二號(hào)反射鏡(13)進(jìn)行反射， 獲得第二次反射后的反射光；步驟七、將步驟六獲得的第二次反射后(9)的反射光采用二號(hào)遮光屏(10)進(jìn)行遮擋，獲得遮擋后的反射光；步驟八、將步驟七獲得的遮擋后的反射光采用三號(hào)反射鏡(11)進(jìn)行反射，獲得第三次反射后的反射光，實(shí)現(xiàn)對(duì)固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制。
全文摘要
用于固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)的雜散輻射抑制裝置及抑制方法，涉及一種雜散輻射抑制裝置及抑制方法。它是為了抑制熱輻射物性實(shí)驗(yàn)的雜散輻射。它的入射光入射至一號(hào)移動(dòng)式消光筒，并所述經(jīng)一號(hào)移動(dòng)式消光筒消光后入射至位于加熱室中的固體材料試樣，經(jīng)所述固體材料試樣透射后入射至二號(hào)移動(dòng)式消光筒，經(jīng)所述二號(hào)移動(dòng)式消光筒消光后入射至一號(hào)遮光屏，經(jīng)所述一號(hào)遮光屏透射后入射至一號(hào)反射鏡，經(jīng)所述一號(hào)反射鏡反射至二號(hào)反射鏡，經(jīng)所述二號(hào)反射鏡反射至二號(hào)遮光屏，經(jīng)所述二號(hào)遮光屏透射后入射至三號(hào)反射鏡，經(jīng)所述三號(hào)反射鏡反射后入射至探測(cè)器的探測(cè)面。本發(fā)明適用于各種固體材料高溫?zé)彷椛湮镄詫?shí)驗(yàn)中的雜散輻射抑制。
文檔編號(hào)G01N25/20GK102608157SQ20121011466
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月18日
發(fā)明者夏新林, 帥永, 張順德, 戴貴龍, 談和平 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)