CN217605130U - 一种适合于零部件不同角度辐射强度测量的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适合于零部件不同角度辐射强度测量的装置，其包括：加热器，用于待测样品的温度场控制；主动式双激光测温模块，用于样品表面温度测量；宽波段红外辐射计，用于测量待测样品的红外辐射强度；面源黑体，用于红外辐射计响应度标定；第一大行程移动平台，用于主动式双激光测温模块在水平和垂直方向的二维移动；第三大行程移动平台，用于红外辐射计的平面二维移动；旋转台，用于实现加热器的180°范围旋转；信号采集与处理模块，用于收集温度测量和红外辐射强度测量信号；限制光阑，用于减少杂散光对辐射强度测量的影响。本实用新型在不破坏零部件表面特性的情况下开展不同角度的红外辐射强度测量并通过非接触测温方法直接获得待测零件表面测温。

Description

一种适合于零部件不同角度辐射强度测量的装置

技术领域

本实用新型涉及红外辐射技术领域，尤其涉及一种适合于零部件不同角度辐射强度测量的装置。

背景技术

红外辐射强度在现代工业、科研、新能源及日常生活领域的重要性日益显著，零部件级别物体红外辐射强度精确测量的研究也逐渐被关注，随着相关研究的不断深入，零部件不同角度的辐射强度变化规律也逐渐受到重视。

红外辐射强度测量的技术难点较多，主要有：零部件表面真实温度的测量，外界杂散辐射对测量结果的影响以及用于直接测量辐射强度的辐射计响应特性。此外，若需开展不同角度的辐射强度测量，还需要解决不同角度辐射强度数值差异显著对测量的影响。

因此，需要提出一种适合于零部件不同角度辐射强度测量的装置，以实现零部件级别物体在不同角度下的红外辐射强度的精确测量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种适合于零部件不同角度辐射强度测量的装置，以实现零部件不同角度红外辐射强度的测量

为了实现上述目的，一种适合于零部件不同角度辐射强度测量的装置，其包括：

加热器，用于待测样品的温度场控制；

主动式双激光测温模块，用于待测样品的表面温度测量；

宽波段红外辐射计，用于测量待测样品的红外辐射强度；

面源黑体，用于宽波段红外辐射计响应度标定；

第一大行程移动平台，用于主动式双激光测温模块在水平和垂直方向的二维移动；

第二大行程移动平台，用于红外辐射计在水平面的二维移动；

旋转台，用于将加热器在180°范围内旋转；

限制光阑，用于减少杂散光对辐射强度测量的影响；

信号采集与处理模块，用于收集温度测量和红外辐射强度测量信号。

其中，所述加热器的工作温度范围600-1500℃，其加热体由高温陶瓷等耐高温发热材料构成，含辅助温度场均匀结构，并配套控制***以控制加热器的升降温和恒温过程。

其中，所述主动式双激光测温模块包含两个不同波长的激光光源以及相应的两个波长探测器、光信号传递组件以及定标源。

其中，所述红外成像模块包括红外热像仪，工作光谱范围：1-25微米，具备信号传输接口。

其中，所述宽波段红外辐射计具备视场角度可调节功能，测量距离范围1-200m，探测光谱范围1-25微米，配套降温***以维持器内部探测器温度稳定。

其中，所述面源黑体工作温度范围50-550℃，辐射源面积不小于100mm×100mm，辐射源温度均匀性好于2℃/30分钟。

其中，所述第一大行程移动平台的定位精度高于0.1mm，水平方向行程不小于1m，垂直方向行程不小于0.2m，承重能力大于20kg，具备手动和电控两种工作模式。

其中，所述第二大行程移动平台的定位精度高于0.1mm，在水平面两个方向的方向行程均不小于1m，承重能力大于35kg，具备手动和电控两种工作模式。

其中，所述旋转台可360°旋转定位精度高于0.1°，承重能力大于40kg，具备手动和电控两种工作模式。

其中，所述限制光阑开孔直径100mm至500mm，外部喷涂高吸收率图层，用于减少杂散光对辐射强度测量的影响。

由上述本实用新型的一种适合于零部件不同角度辐射强度测量的装置技术方案可以看出，本实用新型的***核心组成主要包括：主动式激光测温模块、红外辐射强度探测模块、加热器、定标源和移动平台，所述移动平台包括平移台和旋转台。主动式激光测温模块可确定零部件表面温度，红外辐射强度探测模块可测量零部件辐射强度，旋转台和第二移动平台的配合使用，可以测量不同零部件不同角度的辐射强度。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的适合于零部件不同角度辐射强度测量的装置示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明。

图1为本实用新型实施例的一种适合于零部件不同角度辐射强度测量的装置。如图1所示，该测温装置包括：加热器，用于待测样品的升温、降温和稳态温度场控制；主动式双激光测温模块，用于样品表面温度测量；宽波段红外辐射计，用于测量待测样品的红外辐射强度；面源黑体，用于红外辐射计响应度标定；第一大行程移动平台(亦称为“第一平移台”)，用于主动式双激光测温模块的二维移动，获得待测样品的表面平均温度；第二大行程移动平台(亦称为“第二平移台”)，用于红外辐射计的二维水平移动；旋转台，用于将加热器在180°范围内旋转(也即是待测零部件不同角度的旋转)；信号采集与处理模块，用于收集温度测量和红外辐射强度测量信号；限制光阑，用于减少杂散光对辐射强度测量的影响。

其中，所述加热器的工作温度范围600-1500℃，其加热器加热体采用高温陶瓷等耐高温发热材料构成，在所述加热器中包含辅助温度场均匀结构，并配套控制***以控制加热器的升降温和恒温过程；所述主动式双激光测温模块包含两个不同波长的激光光源以及相应的两个波长探测器、光信号传递组件以及定标源，工作温度范围600-1500℃；所述宽波段红外辐射计具备视场角度可调节功能，测量距离范围1-200m，探测光谱范围1-25微米，配套降温***以维持器内部探测器温度稳定；所述面源黑体工作温度范围50-550℃，辐射源面积不小于100mm×100mm，辐射源温度均匀性好于2℃/30分钟；所述第一大行程移动平台的定位精度高于0.1mm，水平方向行程不小于1m，垂直方向行程不小于0.2m，承重能力大于20kg，具备手动和电控两种工作模式；所述第二大行程移动平台的定位精度高于0.1mm，水平方向行程不小于1m，承重能力大于35kg，具备手动和电控两种工作模式；旋转台可360°旋转定位精度高于0.1°，承重能力大于40kg，具备手动和电控两种工作模式；所述限制光阑开孔直径100mm至500mm，外部喷涂高吸收率图层，用于减少杂散光对辐射强度测量的影响。

开启主动式测温定标源，将主动式双激光测量模块移动至水平位置2，开展主动式双激光测温模块的仪器常数C的标定实验，基于获得的仪器常数即可将主动式双激光测温模块移动至水平位置3开展待测零部件的表面温度测量。

将红外辐射强度探测模块移动至水平位置1，使得黑体面源处于其视场之内(但并不充满视场)，对其光谱响应度进行标定。

开启加热器，利用第一控制器对加热器进行控制，将待测零部件稳定在某一个温度附近。

利用第三控制器，控制第一移动平台，将主动式双激光测量模块移动至水平位置3，开展待测零部件表面的温度测量。

利用第三控制器，控制第一移动平台，将主动式双激光测量模块移动至水平位置2；利用第四控制器，控制第二移动平台，将红外辐射强度探测模块移动至水平位置3，使得待测零部件完全处于红外辐射强度探测模块视场之内，开展该温度下的红外辐射强度测量，得到其光谱辐射强度。进一步，可对光谱辐射强度在移动波段内进行积分，即可得到对应的积分光谱辐射强度。

利用第二控制器，控制旋转台转动，重复上述测量过程，即可得到待测零部件不同角度下的红外辐射强度测量结果。需要注意的是，随着角度的转变，待测零部件在沿着水平位置3方向的强度值会发生改变，这时候需要红外辐射强度探测模块在水平位置3处进行前后移动，以确保探测器的响应在合适的区间。

本实用新型提供一种适合于零部件不同角度辐射强度测量的装置，主要包括：加热器；主动式双激光测温模块；宽波段红外辐射计；面源黑体；第一大行程移动平台；第二大行程移动平台；旋转台；信号采集与处理模块。通过主动式双波长测温模块的应用，可实现待测零部件表面温度的免发射率测量，并且不破坏该零部件的表面温度场，进而利用红外辐射计测量得到该温度下的红外辐射强度。旋转台和第二移动平台的配合使用，可以测量不同零部件不同角度的辐射强度。

本领域技术人员应能理解上述的应用类型仅为举例，其他现有的或今后可能出现的应用类型如可适用于本实用新型实施例，也应包含在本实用新型保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

本领域技术人员应能理解，图1仅为简明起见而示出的各类元件的数量可能小于一个实际***中的数量，但这种省略无疑是以不会影响对实用新型实施例进行清楚、充分的公开为前提的。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种适合于零部件不同角度辐射强度测量的装置，其包括：加热器，用于待测样品的温度场控制；主动式双激光测温模块，用于样品表面温度测量；宽波段红外辐射计，用于测量待测样品的红外辐射强度；面源黑体，用于红外辐射计响应度标定；其特征在于：第一大行程移动平台，用于主动式双激光测温模块在水平和垂直方向的二维移动；第二大行程移动平台，用于所述宽波段红外辐射计在水平面的二维移动；旋转台，用于将加热器在180°范围内旋转；限制光阑，用于减少杂散光对辐射强度测量的影响；信号采集与处理模块，用于收集温度测量和红外辐射强度测量信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加热器的工作温度范围600-1500℃，所述加热器的加热体由高温陶瓷等耐高温发热材料形成，含辅助温度场均匀结构，并配套控制***以控制加热器的升降温和恒温过程。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主动式双激光测温模块包含两个不同波长的激光光源以及相应的两个波长探测器、光信号传递组件以及定标源。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述宽波段红外辐射计具备视场角度可调节功能，测量距离范围1-200 m，探测光谱范围1-25微米，配套降温***以维持器内部探测器温度稳定。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述面源黑体工作温度范围50-550℃，辐射源面积不小于100 mm×100mm，辐射源温度均匀性好于2℃/30分钟。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一大行程移动平台的定位精度高于0.1mm，水平方向行程不小于1m，垂直方向行程不小于0.2m，承重能力大于20kg，具备手动和电控两种工作模式。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二大行程移动平台的定位精度高于0.1mm，在水平面两个方向的方向行程均不小于1m，承重能力大于35kg，具备手动和电控两种工作模式。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述旋转台可360°旋转，定位精度高于0.1°，承重能力大于40kg，具备手动和电控两种工作模式。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述限制光阑开孔直径100mm至500mm，外部喷涂高吸收率涂层，用于减少杂散光对辐射强度测量的影响。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括信号采集与处理模块，用于收集测量信号并给出零部件具体表面温度下的红外辐射强度。

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