CN114205940B - 一种球体辐射源的加热源 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种球体辐射源的加热源，该加热源的一个具体实施方式包括：石膏保温层和多条电炉丝；其中，所述石膏保温层为半球形，所述多条电炉丝固定在所述石膏保温层的外表面；每一电炉丝包括多个螺旋状部分，每一螺旋状部分包括等间隔排布的多个相同形状的电炉丝单元；所述螺旋状部分沿经线方向浮挂于所述石膏保温层的顶部与底部之间。该实施方式能够满足球体辐射源对加热源的各种要求。

Description

一种球体辐射源的加热源
技术领域
本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种球体辐射源的加热源。
背景技术
球体辐射源在各个方向拥有优秀的入瞳视场，是空中标准源的最佳方案，可搭配飞艇、系留球等解决空中定标问题。对于球体辐射源的加热源，要求加热源在球体辐射源的较小内部空间中具有较大的功率密度，同时具备较高的均匀性，目前的硅碳棒、电阻丝等加热源方案无法满足要求。具体地，硅碳棒质地硬而脆，无法满足球体辐射源的形状要求；电阻丝可满足球体辐射源的形状要求，但是加热功率小，无法实现500度以上的温度。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种球体辐射源的加热源，能够满足球体辐射源对加热源的各种要求。
为了解决上述技术问题，在一个方面，本发明实施例提供了一种球体辐射源的加热源。
本发明实施例的球体辐射源的加热源处在所述球体辐射源内部；所述加热源包括：石膏保温层和多条电炉丝；其中，所述石膏保温层为半球形，所述多条电炉丝固定在所述石膏保温层的外表面；每一电炉丝包括多个螺旋状部分，每一螺旋状部分包括等间隔排布的多个相同形状的电炉丝单元；所述螺旋状部分沿经线方向浮挂于所述石膏保温层的顶部与底部之间。
可选地，每一电炉丝进一步包括：连接相邻的两个螺旋状部分的拉直部分。
可选地，所述石膏保温层的顶部和底部开设有固定凹槽；所述拉直部分固定于所述固定凹槽内，从而实现所述电炉丝在所述石膏保温层外表面的固定。
可选地，所述固定凹槽的深度被配置为与电炉丝直径相等。
可选地，所述加热源进一步包括：位于所述石膏保温层中部的有机硅；所述螺旋状部分被所述有机硅固定。
可选地，所述加热源进一步包括：固定在所述石膏保温层外侧的多个侧边凸起；其中，所述侧边凸起用于防止所述电炉丝与所述球体辐射源的内表面接触。
可选地，所述多条电炉丝之间采用三角形接线法首尾连接。
可选地，相邻电炉丝的连接位置与外部电源电性连接。
实施本发明的球体辐射源的加热源，具有以下有益效果：使用电炉丝作为加热单元，使用半球形的石膏保温层作为电炉丝载体，将多条电炉丝固定在石膏保温层的外表面；将每一电炉丝设计为包括多个螺旋状部分，每一螺旋状部分包括等间隔排布的多个相同形状的电炉丝单元；所述螺旋状部分沿经线方向浮挂于所述石膏保温层的顶部与底部之间。通过以上设计，能够满足球体辐射源对加热源的形状要求和温度要求，还能够避免顶部与底部的电炉丝功率不等，由此避免出现温差圈，进而防止对球体辐射源的整体均匀性产生影响。
附图说明
图1是本发明实施例中球体辐射源的加热源的结构示意图；
图2是本发明实施例中球体辐射源的加热源的连接方式示意图。
附图标记说明：
10：石膏保温层；20：固定凹槽；30：侧边凸起；40：电炉丝；41：螺旋状部分；42：电炉丝单元；43：拉直部分。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明实施例中球体辐射源的加热源的结构示意图，图2是本发明实施例中球体辐射源的加热源的连接方式示意图，如图1、2所示，本发明实施例的加热源处在球体辐射源内部，用于对球体辐射源进行加热。实际应用中，加热源可以包括石膏保温层10和多条电炉丝40。
石膏保温层10为绝缘保温材料，重量较轻，隔热性能优良，且可施工性高，可根据需要加工塑性成半球形，作为电炉丝40的载体。
以上多条电炉丝40可以固定在石膏保温层10的外表面。特别地，每一电炉丝40包括多个螺旋状部分41，每一螺旋状部分41包括等间隔排布的多个相同形状的电炉丝单元42。通过这种结构，能够在同样空间大小中布设更多的电炉丝，从而满足在球体标准辐射源内部狭小空间中高功率密度加热的需求。
具体场景中，电热丝等发热装置一般采用同心圆式布设法，但是对标准辐射源的加热源来说，这种布设方法会导致上下加热功率不等，出现上层辐射值低、下层辐射值高的温差圈现象，影响标准辐射源整体的均匀性。为保证球体标准辐射源的均匀性，在本发明实施例中，将电炉丝40的以上螺旋状部分41沿石膏保温层10的经线方向浮挂于石膏保温层10的顶部与底部之间。可以理解，由于石膏保温层10为半球形，在工作状态时其底部较大、顶部较小，故以上经线方向即从石膏保温层10底部直接到达顶部的方向，不经过平行或接近于底面的环式布设(这种布设即沿纬线方向)。通过这种布设方式，能够避免温差圈现象的发生，从而保证球体辐射源的整体均匀性。
另外，将电炉丝40的螺旋状部分41采用浮挂方式设置在石膏保温层10表面，能够保证加热效率。具体地，由于螺旋状部分41为电炉丝40的加热主体，如果将螺旋状部分41嵌入石膏保温层10的凹槽内，则螺旋状部分41只能在正前方辐射热量，从而影响加热效率，并且螺旋状部分41在凹槽内的功率密度太大，会导致工作寿命较短。因此，可以采用浮挂方式设置螺旋状部分41。
如图2所示，每一电炉丝40可以进一步包括：连接相邻的两个螺旋状部分41的拉直部分43。由于电炉丝40的加热主体为螺旋状部分41，因此可以依靠拉直部分43进行电炉丝40的固定。实际应用中，石膏保温层10的顶部和底部开设有固定凹槽20，可以将电炉丝40的各拉直部分43根据实际位置固定于石膏保温层10的顶部和底部的固定凹槽20内，从而实现电炉丝40在石膏保温层10外表面的固定。在以上设计中，拉直部分43仅固定在石膏保温层10的顶部和底部，而不设置在石膏保温层10的外表面。
参见图2，通过以上布设方式，可以利用电炉丝40的拉直部分43整体固定电炉丝40，同时使电炉丝40的螺旋状部分41沿石膏保温层10的经线方向浮挂于石膏保温层10顶部与底部(顶部和顶部可以是相互平行的平面)之间的外表面。具体地，石膏保温层10的顶部平面或底部平面预先在合适位置预先开设多条固定凹槽20，对于每一电炉丝40，其多处拉直部分43可以固定在合适位置的固定凹槽20，从而实现电炉丝40的整体固定。此时，对于电炉丝40的螺旋状部分41，其整体延伸方式是从石膏保温层10顶部直接到达底部，或者从底部直接到达顶部，并浮挂在石膏保温层10外表面，不会以圆形方式盘旋在顶部与底部之间。在以上布设方式中，螺旋状部分41的整体延伸方向与石膏保温层10的经线方向一致或接近。
较佳地，固定凹槽20的深度被配置为与电炉丝40直径(即电炉丝丝体的直径)相等，从而保证拉直部分43不凸出石膏保温层10，并且不影响拉直部分43的热量传导。为了进一步强化电炉丝40固定效果，可以在石膏保温层10中部(例如腰线处)使用耐高温的有机硅对电炉丝40的螺旋状部分41进行固定。
由于加热源处在球体辐射源内部，为了避免电炉丝40与球体辐射源的内表面接触引起内表面损坏(内表面一般涂敷绝缘层，以上损坏包括绝缘层损坏)或电炉丝40损坏，可以在石膏保温层10外侧设置多个侧边凸起30，每一侧边凸起30可以向石膏保温层10外侧延伸一定长度(该长度可以大于电炉丝的螺旋状部分直径，即螺旋状部分中电炉丝单元的伸展口径)，由此防止电炉丝40与球体辐射源的内表面接触。
具体场景中，为保证辐射源各向均匀性，电炉丝40布设应尽量等间隔密布，但是如果采用常规星型接法，相邻电炉丝40之间的距离较短，会因为相压差产生局部放电，击穿绝缘层，从而导致电炉丝40损坏无法加热。基于以上考虑，本发明实施例采用三角形接线法连接多条电炉丝40，因为各电炉丝40首尾相连，所以相邻电炉丝40间不存在压差，由此在保证球体辐射源高辐射性、高均匀性的同时保证了稳定性和可靠性。可以理解，相邻电炉丝40的连接位置(即图2中的A、B、C)与外部电源电性连接。
通过对加热源进行以上设计，可以满足在球体标准辐射源内部狭小空间中高功率密度加热的需求，最终可实现高温球体标准辐射源，且电炉丝、石膏保温层等工艺较为简单且价格较为便宜，能够减少球体标准辐射源的重量和造价，高温球体辐射源可提供重复的空中定标，有很高的使用价值和推广价值。
综上所述，在本发明实施例的技术方案中，使用电炉丝作为加热单元，使用半球形的石膏保温层作为电炉丝载体，将多条电炉丝固定在石膏保温层的外表面；将每一电炉丝设计为包括多个螺旋状部分，每一螺旋状部分包括等间隔排布的多个相同形状的电炉丝单元；所述螺旋状部分沿经线方向浮挂于所述石膏保温层的顶部与底部之间。通过以上设计，能够满足球体辐射源对加热源的形状要求和温度要求，能够适应球体标准辐射源内部体积小、所需加热功率大、均匀性要求高等情况，还能够避免顶部与底部的电炉丝功率不等，由此避免出现温差圈，进而防止对球体辐射源的整体均匀性产生影响。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种球体辐射源的加热源，其特征在于，所述球体辐射源用于飞艇或系留球的空中定标，所述加热源处在所述球体辐射源内部；所述加热源包括：石膏保温层和多条电炉丝；其中，
所述石膏保温层为半球形，所述多条电炉丝固定在所述石膏保温层的外表面；
每一电炉丝包括多个螺旋状部分，每一螺旋状部分包括等间隔排布的多个相同形状的电炉丝单元；
所述螺旋状部分沿经线方向浮挂于所述石膏保温层的顶部与底部之间；
每一电炉丝进一步包括：连接相邻的两个螺旋状部分的拉直部分；
所述石膏保温层的顶部和底部开设有固定凹槽；
所述拉直部分固定于所述固定凹槽内，从而实现所述电炉丝在所述石膏保温层外表面的固定；
所述固定凹槽的深度被配置为与电炉丝直径相等；
所述加热源进一步包括：位于所述石膏保温层中部的有机硅；
所述螺旋状部分被所述有机硅固定；
所述加热源进一步包括：固定在所述石膏保温层外侧的多个侧边凸起；其中，
所述侧边凸起用于防止所述电炉丝与所述球体辐射源的内表面接触。
2.根据权利要求1所述的加热源，其特征在于，所述多条电炉丝之间采用三角形接线法首尾连接。
3.根据权利要求2所述的加热源，其特征在于，相邻电炉丝的连接位置与外部电源电性连接。
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