一種高發(fā)射率面源黑體輻射源及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高發(fā)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(jié)構(gòu)；形成于所述底板上的預(yù)定數(shù)量的錐體，所述錐體按照預(yù)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(jié)構(gòu)；相鄰錐體之間具有錐槽，所述錐槽為非平凹形。本發(fā)明的面源黑體制作簡(jiǎn)單，節(jié)省了加工工藝，降低了成本，且制造方便，便于擴(kuò)展，能夠制成大面積的面源黑體，具有很高的發(fā)射率，滿足了紅外譜段的檢定需求。
【專利說明】
一種高發(fā)射率面源黑體輻射源及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種黑體，尤其是涉及一種高發(fā)射率的面源黑體輻射源以及制作方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 面源黑體作為紅外譜段的標(biāo)準(zhǔn)輻射源，廣泛應(yīng)用于紅外遙感器、熱像儀的標(biāo)定中。 隨著紅外技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛，溫度范圍進(jìn)一步擴(kuò)展。尤其隨著對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)的 建立，紅外遙感相機(jī)設(shè)計(jì)口徑越來(lái)越大，要求面源黑體的口徑也越來(lái)越大。對(duì)于面源黑體輻 射源來(lái)說，其發(fā)射率取決于面源的面型結(jié)構(gòu)和涂層，不同的面型結(jié)構(gòu)對(duì)面源黑體輻射的發(fā) 射率會(huì)產(chǎn)生影響，采用不同的涂層也會(huì)使得黑體的發(fā)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(fù)性結(jié)構(gòu)，其表面的形狀會(huì)影響面 源黑體輻射源的發(fā)射率，而且作為面源黑體通常采用在整體的板材上進(jìn)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(dǎo)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(fā)射率降低，影響面源黑體輻射源的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種具有較高發(fā)射率的面源黑體輻射源，以及制造相應(yīng)的面 源黑體輻射源的方法。
[0005] 本發(fā)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(jié)構(gòu);形成于所述底板上的預(yù)定數(shù)量的錐體，所述錐體按照預(yù)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(jié)構(gòu);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(xiàn)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(shù)，M也為大于1的整數(shù)。
[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(zhǎng)的0.5%~15%。
[0010] 其中，所述面源黑體輻射源的發(fā)射率大于0.991。
[0011] 本發(fā)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(duì)所述板材進(jìn)行加工，形成有與底板一體式結(jié)構(gòu)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(fā)射率涂層，獲得高發(fā)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(fā)明的面源黑體輻射源的制作簡(jiǎn)單，節(jié)省了加工工藝，降低了成本，且制造方 便，便于擴(kuò)展，能夠制成大面積的面源黑體，具有很高的發(fā)射率，滿足了紅外譜段的檢定需 求。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明的面源黑體輻射源的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖2為本發(fā)明的面源黑體輻射源的底面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明的面源黑體輻射源的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖4為本發(fā)明的包括不規(guī)則形狀的孔道的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖5為本發(fā)明的面源黑體輻射源的等軸側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0025] 為了便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明，本領(lǐng)域技術(shù)人 員應(yīng)當(dāng)理解，下述的說明只是為了便于對(duì)發(fā)明進(jìn)行解釋，而不作為對(duì)其范圍的具體限定。
[0026] 如圖1所示，本發(fā)明的面源黑體的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，從圖1上可以看到，該面源黑體 具有呈現(xiàn)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(shù)，M也為大于1的整數(shù)，當(dāng)需要設(shè)置較大面積的面源黑體時(shí)，設(shè)定N和M為較大的數(shù)值，從而 可獲得大尺寸的面源黑體，根據(jù)具體的面源黑體的尺寸的需要，設(shè)置不同數(shù)量的四棱錐體 可獲得不同尺寸的面源黑體，滿足對(duì)不同口徑的面源黑體的需求。
[0027] 如圖2所示，本發(fā)明的面源黑體的底面結(jié)構(gòu)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(cè)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(yōu)選為網(wǎng)狀加熱絲、加熱膜或其他結(jié)構(gòu)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(fā)明的面源黑體的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖，四棱錐體依次排列，以相鄰 的兩個(gè)錐體為例對(duì)所述面源黑體進(jìn)行說明，其并不作為對(duì)面源黑體的具體限定，僅為了便 于理解本發(fā)明的面源黑體結(jié)構(gòu)，其中，第一錐體31和第二錐體32與底板35結(jié)合在一起，優(yōu) 選所述第一錐體31、第二錐體32和底板35為一體式結(jié)構(gòu)。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(cè)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(jié)構(gòu)所 示，圓形的孔道34位于第二錐體32的一個(gè)側(cè)邊的下端，該圓形孔道34與第一錐體31的側(cè)邊 相切，第一錐體31靠近錐槽33的側(cè)邊具有大于第二錐體32靠近錐槽33的側(cè)邊的長(zhǎng)度。在采 用加工裝置加工時(shí)，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(cè)邊加工出錐槽33,所述錐槽33具有一定的深度和預(yù)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(shí)，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(yù)定形狀、大小的孔道34,依 次在任意相鄰的兩個(gè)錐體連接的錐槽底部加工出相同結(jié)構(gòu)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(yōu)選為圓形，其直徑0d優(yōu)選為四棱錐的 底邊長(zhǎng)度的10 %?？椎?4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(jié)構(gòu)即可，例如圖4所示，孔道為不規(guī)則形狀的孔形成，其外接圓直徑優(yōu)選為四棱錐 的底邊長(zhǎng)度的10 %。
[0029] 如圖5所示，本發(fā)明的實(shí)施例的面源黑體輻射源的等軸側(cè)視立體結(jié)構(gòu)示意圖。面源 黑體是由四棱錐組成的陣列結(jié)構(gòu)，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(gòu)成，其中錐角范圍在18°~30°，在所有錐體的表面覆 蓋高發(fā)射率涂層，可獲得較高發(fā)射率的面源黑體輻射源，其中面源黑體的發(fā)射率優(yōu)選大于 0.991。面源黑體的錐體與底板為一體式結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)中由于接觸不好帶來(lái)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(shí)，由于在相鄰的四棱錐體結(jié)構(gòu)之間加工有孔道，便于加工工具 的作業(yè)，避免了切割堆積，保證了錐體的棱角尖銳，從表面結(jié)構(gòu)方面保證了較高的發(fā)射率。
[0030] 本發(fā)明的面源黑體輻射源的制作簡(jiǎn)單，節(jié)省了加工工藝，降低了成本，且制造方 便，便于擴(kuò)展，能夠便利地制成大面積的面源黑體，并具有很高的發(fā)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(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以 限定本發(fā)明。對(duì)于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下， 都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等 同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì) 以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍 內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
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(jié)構(gòu)； 形成于所述底板上的預(yù)定數(shù)量的錐體，所述錐體按照預(yù)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(jié)構(gòu)，相鄰錐體之間具有錐槽，所述錐槽為非平凹 形。2. 如權(quán)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(quán)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(xiàn)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(shù)，M也為大于 1的整數(shù)。4. 如權(quán)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(quán)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(fā)射率大 于0.991。6. -種如權(quán)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(duì)所述板材進(jìn)行加工，形成與底板一體式結(jié)構(gòu)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(quán)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(quán)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(quán)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(fā)射率涂層， 獲得高發(fā)射率的面源黑體輻射源。10. 如權(quán)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(hào)】G01J5/00GK105910714SQ201610227670
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月13日
【發(fā)明人】郝小鵬, 孫建平
【申請(qǐng)人】中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院