双球腔实用标准黑体
专利汇可以提供双球腔实用标准黑体专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于 光谱 仪的双球腔标准实用 黑体 ，腔体为双球串接形状，两球腔相交处开有腔孔使两腔相通，在两球心连线上的腔体上开有腔口作为热 辐射 输出窗口，在腔体外同轴线地装在圆柱形的外罩，腔口与外罩间密封的空间充有熔质 锡 ，外罩外侧通过熔铸 云 母骨架缠绕 电阻 丝。本 发明 具有辐射率高、黑度均匀、结构紧凑、体积小、绝缘性能好，易于制作和成本低等优点，是科研、计量部 门 进行物质结构分析、标定各种低温辐射源的理想的适于实用的标准黑体。，下面是双球腔实用标准黑体专利的具体信息内容。
1、一种用于光谱仪的双球腔实用标准黑体，由开有腔口[5]的腔体[1]、外罩[2]缠绕在外罩[2]外侧的电阻丝[4]以及夹在腔体[1]和外罩[2]之间的被密封空间内的熔质[3]所构成，本发明的特征在于，所说的腔体[1]是双球腔，两球腔相交处开有腔孔[7]使两腔相通；所说的外罩[2]是圆柱形的，外罩2的圆柱体轴线与双球腔体[1]的轴线上重合。
2、按照权利要求1所述的双球腔实用标准黑体，其特征在于外罩[2]的外表面喷涂SiO2或Al2O3绝缘层;用熔铸云母骨架[8]包围外罩[2]，并在熔铸云母骨架[8]上缠绕电阻丝[4]。
3、按照权利要求1、2所述的双球腔实用黑体，其特征在于选取双球腔的腔长在80～160mm范围，腔口[5]的直径为腔长的1/6～1/17，腔孔[17]的直径约为腔长的1/4。
本发明属于一种用于光谱仪的标准红外辐射源。
在红外系统的设计和辐射测量方面，往往需要了解辐射源的特性，而评价辐射源的特性要以一些可测量的参数作为比较标准。测量这些参数的设备要用“黑体”作为标准辐射源来进行校准和标定的。所谓黑体，就是能最大限度地把热能转换为辐射能的理想热辐射体，其辐射率ε0＝1。而实用黑体则是可用于实际使用、辐射率ε0非常接近于1的热辐射体。由于使用目的和精度要求不同，实用黑体有各种不同的形状。与本发明最相接近的黑体是圆球腔黑体。对比文献见日本发明专利申请“放射温度计校正用黑体炉”（申请号JP50-58514，公开日1976年11月22日，文献号JP51-134675）。
通常的圆球腔黑体主要结构如图1所示。图1是圆球腔黑体结构示意图，图1中，1为腔体、2为外罩、3为熔质、4为电阻丝、5为腔口。
腔体1一般用铜、不锈钢或镍、钼等材料制作，整体为圆球形，内有空腔，内腔壁或打毛使之能进行漫反射，或制成镜面使之全反射。外罩2用耐热绝缘材料制成，与腔体1构成同心圆球，外罩2的外表面缠绕电阻丝4，为黑体加热，电阻丝4与外罩2之间要电绝缘、外罩2的内表面与腔体1外表面构成密封空间，其内充有熔质3，熔质3根据不同的温度标准而选择不同的金属，利用金属熔化时，金属熔溶温度不变，保证腔体温度均匀，目前已知的有用高纯度的金、银等金属作熔质3。腔口5为热辐射的出射口，其开口直径应小于圆球腔直径的1/6以下。开口越小该黑体的黑度越高。但是，开口太小辐射能量又太低不能满足探测要求，一般选1/6～1/10为适中，这种黑体优点在于ε0大，辐射面能量均匀。但是，在保证ε0情况下，其黑体腔有体积大、电阻丝不易缠绕、成本高等缺点、实用性差。
目前，高分子材料的高速发展，要求对高分子产品（如石化产品）的结构进行红外光谱的测试分析，为了使测试光谱准确度提高，要求有一种500K左右的中温标准实用黑体作基准。因而，这种黑体在能量满足前提下，黑体体积要尽可能的小，才能满足光谱仪的使用要求。
为此，发明人设计了一种新型黑体，具有体积小，能量辐射均匀、辐射率ε0高，并且易于缠绕电阻丝等特点，达到标准实用的目的。
本发明的双球腔标准实用黑体，腔体为两空心球相交的形状，即两个积分球串接而成的腔体。两球腔在相交处构成的通道称之为腔孔，腔孔使两球腔相通。沿连接两球球心的直线-双球腔轴线与腔体交汇点开有圆形腔口，作为热辐射窗口。在腔体的外面同轴线包有圆柱形外罩，外罩两端面开有圆口，一面圆口跟腔口相对，另一面圆口供放置测温用的传感元件-铂电阻。在腔体与外罩之间被密封的空间里装有熔质，熔质为99.99%纯锡，在外罩的外侧面，套有熔铸云母骨架，以便缠绕加热用电阻丝，在外罩的端面用制成圆环状的熔铸云母片做缠绕电阻丝的骨架，使加热均匀，由于熔铸云母可以机械加工，使之体积做得很小，同时可以节省加热的电功率。加热电阻丝外有保温层，再外侧缠绕冷却水管，使黑体表面与环境温度相近。在腔口处设有通冷却水的光栏口，使辐射能量在单位面积上趋于准确。
具体结构可参见图2。图2是双球腔标准实用黑体的剖面图。图2中，1为腔体、2为外罩、3为熔质、4为电阻丝、5为腔口、6为精密铂电阻、7为腔孔、8为熔铸云母骨架、9为保温层、10为光栏口、11为冷却水管、12为出水口、13为引线插座，14为接线柱。
腔体1为双球腔，可用不锈钢材加工制成，腔口5沿两球心连线到达腔底的长度，即腔长，略小于两球的直径之和，大约在80～160mm。腔口5的直径约为腔长的1/6～1/17。两球腔相通的腔孔7为圆形，直径约为腔长的1/4比较合适。圆柱形外罩2的一个端面开圆形口，与腔口5相对，采用氩弧焊办法在腔口2处将腔体1和外罩2接成一体;外罩2的另一端也开圆形口，并在外罩2内焊接一圆筒，用来装测温的精密铂电阻6，圆筒底部靠近腔体1的外侧。这样，在腔体1、外罩2及装精密铂电阻6的圆筒之间构成一个密封的空间，在空间内充入熔质3。熔质3可选用99.99%的纯金属锡，使黑体在370～600K温度范围内工作，并稳定在505K最佳标准温度。熔铸云母骨架8包围在外罩2的外侧面且有两个圆环形熔铸云母骨架置于外罩2的两端处。电阻丝4沿熔铸云母骨架8的外侧凹槽螺旋状地缠绕，便于固定位置和合理排列，两端的熔铸云母骨架8上，沿半径方向缠绕电阻丝4，从而经合理设计保证对熔质3和腔体1的加热温度处处均匀。为了加强绝缘效果和增强加热效果，除了使用熔铸云母骨架8外，在外罩2的外表面喷涂SiO2或Al2O3绝缘层。引线插座13是多插孔插座，可同时为电阻丝4、精密铂电阻6接通电路。保温层9可选用硅 酸铝陶瓷纤维材料。光栏口10与腔口5相对，以使热辐射输出。冷却水管11和出水口12用于为黑体冷却，满负荷时，外壳温度不超过环境温度5K。
本发明由于用双球腔体1代替了以往的圆球腔体，腔口5的直径与腔长之比相同的条件下，具有大体相同的辐射率，则双球腔黑体的体积只是圆球腔体体积的1/4，体积小是适于实用的，特别是适用于作光谱仪的光源。本发明由于腔口5与腔长之比可达到1/12～1/17，又选择了腔孔7的大小为最佳尺寸（腔长的1/4），不仅保证了辐射均匀，而且辐射率高（ε不小于0.999）。本发明由于使用纯锡作熔质，使黑体工作在中温区，很适于用作高分子材料的结构分析测试，并使腔体温度均匀稳定和降低黑体的制作成本。本发明由于使用熔铸云母骨架8和外罩2表面喷涂绝缘层，使整体结构紧凑，增强加热效果和绝缘性能，节省了加热功率。
总之，本发明是一种体积小、结构紧凑、温度均匀、辐射率高的新型实用黑体，可以作为温度量度的标准，标定辐射源，确定辐射源的积分参数、光谱参数及其它特性，可测定各种辐射器件的灵敏度，是科研和计量部门的一种理想的标准红外光源。
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