一种模块化低温面源黑体用防结霜气帘装置的制作方法

1.本发明涉及光学特性技术领域，尤其涉及一种模块化低温面源黑体用防结霜气帘装置。


背景技术：

2.随着红外热像仪、光谱仪等测量设备的广泛应用，用于此类设备的标定的设备黑体必不可少。根据热像仪和光谱仪等测量设备的测试目标，红外标定使用的黑体温度段也不同。由于标定黑体设备暴露在空气中使用，在进行零摄氏度以下标定实验时，由于空气和黑体辐射面的温度差别较大，导致空气中的水蒸气冷凝到黑体表面，形成结霜，使热像仪响应受霜的影响很大，测量结果的准确性受到质疑，不能作为红外设备的定标溯源依据。
3.由于低温面源黑体的温度准确性直接影响后续温度传递，为了防止低温工作时空气与面源黑体表面进行对流换热，产生结霜的情况，而影响仪表温度校验，常用的方案有三种：第一种是直接向面源黑体表面吹干燥气体，该方案的优点是防结霜效果明显，但是因氮气温度与面源黑体温度存在差别，面源黑体表面温度变化明显，温度准确度不高；第二种是将面源黑体表面封装在一个充满干燥氮气的箱内，用光学窗口密封，这种方案的优点是是设计简单，但由于光学窗口透过率没法实现1，而引入窗口温度误差，在计算测量结果时需要对其进行修正，另一方面光学窗口透过率0.99以上也会造成加工成本高；第三种是将面源黑体与被测系统一起放置在充满氮气的罩子内，该方案的优点是被测系统与面源黑体之间无其他装置引入温度误差，但是由于被测系统的种类繁多，会出现各种体积被测系统，而且被测系统与面源黑体之间的距离有远有近，这种方案会需要针对各种被测系统加装各种不同罩子，种类繁多、体积庞大造成成本高。为了解决传统方案的缺点，寻找新的方案，这已成低温面源黑体工作研究中的不可忽视的一部分。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术的不足之处而提出一种模块化低温面源黑体用防结霜气帘装置，可作为一个模块化组件安装于低温面源黑体表面，结构简单、成本低，可适用于多种不同的被测系统。
5.实现本发明目的技术方案是：
6.一种模块化低温面源黑体用防结霜气帘装置，包括气帘，所述气帘的一侧固定安装有垫板，另一侧固定安装有保护前罩；所述保护前罩上活动安装有窗口隔板，所述气帘上设有气体入口，所述气帘适于通过气体入口通入外部气体形成气幕。
7.进一步地，为了防止外部空气自气帘与垫板之间的安装间隙进入低温面源黑体表面，所述垫板靠近气帘的一侧上设有密封槽，所述密封槽内设有密封垫，有效隔绝空气。
8.进一步地，为了提高密封效果，所述密封垫的材质为硅胶，回弹性好、物理性能优。
9.进一步地，所述气帘包括框架以及设于框架内并连通气体入口的空腔，所述框架内壁设有多个与所述空腔相连通的小孔。通过气体入口向空腔中充入氮气，氮气从各个小
孔喷出，从而在面源黑体表面形成均匀的气幕，能有效阻止空气与面源黑体表面进行对流换热。
10.进一步地，所述保护前罩的一侧设有通槽，另一侧的内壁设有凹槽，所述窗口隔板通过穿过通槽并插入所述凹槽内实现抽拉与固定。
11.进一步地，所述窗口隔板为透明的有机玻璃罩，高通明度，加工性能好，成本低，便于观察面源黑体的表面状态，通过抽拉窗口隔板来开启与关闭被测系统与面源黑体表面进行得温度校准。
12.进一步地，为了方便连接充入氮气的管道，所述气体入口处设有安装在气帘上的接头。
13.进一步地，所述接头为快插接头。
14.采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
15.(1)本发明通过设置垫板与低温面源黑体相连接，外部气体通过气体入口进入气帘中，从而在气帘中形成气幕，有效保护低温面源黑体，避免表面结霜；当被测系统需要利用低温面源黑体进行校准时，抽出有窗口隔板，当被测系统校准完及时向保护前罩中插入窗口隔板，避免了引入光学窗口带来的温度误差；整体采用模块化设计，安装在低温面源黑体上，结构简单、成本低，可适用于多种不同的被测系统。
16.(2)本发明垫板靠近气帘的一侧上设有密封槽，密封槽内设有密封垫，能够有效隔绝空气，避免外部空气自气帘与垫板之间的安装间隙进入低温面源黑体表面。
17.(3)本发明密封垫的材质为硅胶，回弹性好、物理性能优，进一步提高密封效果。
18.(4)本发明气帘设有多个小孔，通过气体入口向气帘的空腔中充入氮气，氮气从各个小孔中喷出，从而在面源黑体表面形成均匀的气幕，能有效阻止空气与面源黑体表面进行对流换热，进一步提高防结霜效果，同时避免了直接向面源黑体表面吹干燥气体引起的面源黑体表面温度变化明显，温度准确度不高的缺陷。
19.(5)本发明保护前罩的一侧设有通槽，另一侧的内壁设有凹槽，窗口隔板通过穿过通槽并插入凹槽内实现抽拉与固定。
20.(6)本发明窗口隔板为透明的有机玻璃罩，高通明度，加工性能好，成本低，便于观察面源黑体的表面状态。
21.(7)本发明气体入口处设有快插接头，便于安装管道连通外部的供气单元。
附图说明
22.为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
23.图1为本发明结构示意图；
24.图2为本发明气帘的结构示意图。
25.附图中的标号为：
26.气帘1、框架11、空腔12、小孔13、垫板2、密封槽21、保护前罩3、凹槽31、窗口隔板4、气体入口5、密封垫6、接头7。
具体实施方式
27.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
28.(实施例1)
29.如图1至图2所示的模块化低温面源黑体用防结霜气帘装置，包括气帘1，气帘1的右侧安装有垫板2，左侧定安装有保护前罩3，气帘1、垫板2以及保护前罩3通过四个螺钉固定连接成一个整体。气帘1、垫板2和保护前罩3均为白色光敏树脂3d打印件。保护前罩3上安装有可上下抽拉的窗口隔板4，窗口隔板4为透明的有机玻璃罩，高通明度，加工性能好，成本低，便于观察面源黑体的表面状态。气帘1的顶部设有气体入口5，为了方便连接充入氮气的管道，气体入口5处安装有接头7，接头7为铜镀镍mpl 6
‑
m6直角气动快插接头，可快速连接pu管、尼龙管，外部氮气通过接头7进入气帘1内形成气幕，有效防止低温面源黑体表面结霜。所有这些零件构成一个装置的整体，作为模块化组件，结构简单、成本低，对于其他低温面源黑体只需要按比例放大或缩小本装置，就可以快速实现防结霜的目的，可适用于多种不同的被测系统。
30.气帘1包括框架11以及设于框架11内并连通气体入口5的空腔12，框架11的内壁设有多个与空腔12相连通的小孔13。通过气体入口5向空腔12中充入氮气，氮气从各个小孔13喷出，从而在面源黑体表面形成均匀的气幕，能有效阻止空气与面源黑体表面进行对流换热，同时避免了直接向面源黑体表面吹干燥气体引起的面源黑体表面温度变化明显，温度准确度不高的缺陷。
31.垫板2靠近气帘1的一侧上设有密封槽21，密封槽21内设有密封垫6，有效隔绝空气，防止外部空气自气帘1与垫板2之间的安装间隙进入低温面源黑体表面。为了提高密封效果，本实施例的密封垫6的材质采用硅胶，回弹性好、物理性能优。通过设置垫板2，间接增加了气帘1至面源黑体表面方向的长度，以增加接头7的旋转空间，减少气帘1长度过长造成的加工成本，同时可避免气帘1中氮气直接吹向面源黑体表面对面源温度引入误差。
32.保护前罩3的上端面设有通槽，底部内壁设有凹槽31，窗口隔板4穿过通槽并插入凹槽31内实现抽拉与固定。
33.本实施例的工作过程：首先将密封垫6安装于垫板2中的密封槽21中，然后通过螺钉将保护前罩3、气帘1、垫板2固定在一起，将窗口隔板4从保护前罩3的通槽插入保护前罩3底部开的凹槽31中，最后接头7通过螺纹拧至气帘1的气体入口5并与空腔21连通，这样这些零件就构成一个装置的整体，作为模块化组件。将该组件装配于低温面源黑体前，将接头7通过pu管连接至外部氮气瓶，向气帘1中充入一定氮气，形成封闭的氮气帘，待被测系统需要进行温度校准，快速向上抽出窗口隔板4，待校准完毕，快速向保护前罩3中插入窗口隔板4，此装置可有效的隔绝外界空气进入，确保校准过程中面源黑体表面不会产生结霜。
34.本实施例通过设置垫板2与低温面源黑体相连接，外部氮气通过气体入口5进入气帘1中，从而在气帘1中形成气幕，有效保护低温面源黑体，避免表面结霜；当被测系统需要利用低温面源黑体进行校准时，抽出有窗口隔板4，当被测系统校准完及时向保护前罩中插入窗口隔板4，避免了引入光学窗口带来的温度误差；整体采用模块化设计，结构简单、成本低，对于其他低温面源黑体只需要按比例放大或缩小就可以快速实现防结霜的目的，可适用于多种不同的被测系统，避免了将面源黑体与被测系统一起放置在充满氮气的罩子内，
而需要加装各种不同种类繁多、体积庞大的罩子。
35.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。