專(zhuān)利名稱(chēng)：熱輻射與紅外掃描成像實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置領(lǐng)域，具體是涉及一種熱輻射與紅外掃描成像實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，用來(lái)完成熱輻射與紅外掃描成像實(shí)驗(yàn)的裝置大多結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，對(duì)學(xué) 生有較高的實(shí)驗(yàn)要求，實(shí)驗(yàn)操作也很繁雜，不利于教學(xué)實(shí)驗(yàn)的順利完成，也降低了學(xué)生參與 實(shí)驗(yàn)的興趣。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型主要是解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種熱輻射與紅 外掃描成像實(shí)驗(yàn)裝置。本實(shí)用新型的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的一種熱輻射 與紅外掃描成像實(shí)驗(yàn)裝置，包括底座，所述底座上設(shè)置導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上設(shè)置半自動(dòng)掃描平臺(tái)， 半自動(dòng)掃描平臺(tái)上設(shè)置紅外熱輻射傳感器，導(dǎo)軌上還設(shè)置紅外成像測(cè)試架和黑體輻射測(cè)試 架，所述半自動(dòng)掃描平臺(tái)上設(shè)置支架，支架上設(shè)置調(diào)節(jié)螺桿和螺母塊，所述紅外熱輻射傳感 器設(shè)置在螺母塊上。半自動(dòng)掃描平臺(tái)可以左右移動(dòng)紅外熱輻射傳感器，通過(guò)調(diào)節(jié)螺桿和螺 母塊可以上下移動(dòng)紅外熱輻射傳感器，這樣可以很方便地使紅外熱輻射傳感器完成輻射體 的掃描工作。作為優(yōu)選，所述紅外熱輻射傳感器的前端設(shè)置遮擋板，遮擋板上設(shè)置入射孔，遮擋 板內(nèi)穿插多孔板，多孔板上的通光孔與遮擋板上的入射孔相配置來(lái)控制紅外熱輻射傳感器 入射的熱輻射強(qiáng)度。多孔板用于選擇熱輻射強(qiáng)度，相同的熱輻射強(qiáng)度時(shí)，入射孔大則測(cè)量強(qiáng) 度大；入射孔小則測(cè)量強(qiáng)度小，但是測(cè)量的位置分辨率將會(huì)增加，實(shí)驗(yàn)時(shí)根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)要 求選擇孔徑不同的通光孔。作為優(yōu)選，所述調(diào)節(jié)螺桿的頂端設(shè)置手輪，手輪設(shè)置在支架的上面，通過(guò)手輪可以 更加方便地上下移動(dòng)紅外熱輻射傳感器。作為優(yōu)選，所述紅外成像測(cè)試架包括紅外成像輻射體，紅外成像輻射體內(nèi)部設(shè)有 加熱絲和1只PT100溫度傳感器，可與外部溫度控制器相連來(lái)對(duì)紅外成像輻射體的溫度進(jìn) 行設(shè)定和自動(dòng)控制；紅外成像輻射體設(shè)置在支桿上，支桿設(shè)置在導(dǎo)塊上，導(dǎo)塊設(shè)置在導(dǎo)軌 上。作為優(yōu)選，所述黑體輻射測(cè)試架包括紅外輻射實(shí)驗(yàn)體，紅外輻射實(shí)驗(yàn)體內(nèi)部設(shè)有 鹵燈和2只PT100溫度傳感器，用于與外部溫度控制器相連來(lái)對(duì)紅外輻射實(shí)驗(yàn)體的溫度進(jìn) 行控制并提供外部溫度測(cè)量接口 ；紅外輻射實(shí)驗(yàn)體的側(cè)面分別設(shè)置成黑面、粗糙面、光面 和帶孔光面，紅外輻射實(shí)驗(yàn)體設(shè)置在支柱上，支柱設(shè)置在分度轉(zhuǎn)盤(pán)上，分度轉(zhuǎn)盤(pán)設(shè)置在滑座 上，滑座設(shè)置在導(dǎo)軌上。本實(shí)用新型作為教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，降低了對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)要求，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)操作，有利于教學(xué)實(shí)驗(yàn)的順利完成，也增加了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的興趣。本實(shí)用新型 可以完成黑體輻射強(qiáng)度P與黑體溫度t之間的關(guān)系測(cè)量實(shí)驗(yàn)，探究黑體輻射強(qiáng)度P和距離 S的關(guān)系測(cè)量實(shí)驗(yàn)，依據(jù)維恩位移定律測(cè)繪物體輻射能量與波長(zhǎng)的關(guān)系圖，紅外掃描成像實(shí) 驗(yàn)等。

圖1是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。實(shí)施例參看圖1，本實(shí)用新型是在底座1上設(shè)置導(dǎo)軌2，導(dǎo)軌2上設(shè)置半自動(dòng)掃描 平臺(tái)3、紅外成像測(cè)試架和黑體輻射測(cè)試架，半自動(dòng)掃描平臺(tái)3上設(shè)置支架4，支架4上設(shè)置 調(diào)節(jié)螺桿6和螺母塊7，紅外熱輻射傳感器5設(shè)置在螺母塊7上，半自動(dòng)掃描平臺(tái)可以左右 移動(dòng)紅外熱輻射傳感器，通過(guò)調(diào)節(jié)螺桿和螺母塊可以上下移動(dòng)紅外熱輻射傳感器，調(diào)節(jié)螺 桿6的頂端設(shè)置手輪18，手輪18設(shè)置在支架4的上面，通過(guò)手輪可以更加方便地上下移動(dòng) 紅外熱輻射傳感器，這樣可以很方便地使紅外熱輻射傳感器完成輻射體的掃描工作。紅外 熱輻射傳感器5的前端設(shè)置遮擋板8，遮擋板8上設(shè)置入射孔10，遮擋板8內(nèi)穿插多孔板9， 多孔板9上的通光孔與遮擋板8上的入射孔10相配置來(lái)控制紅外熱輻射傳感器入射的熱 輻射強(qiáng)度，多孔板用于選擇熱輻射強(qiáng)度，相同的熱輻射強(qiáng)度時(shí)，入射孔大則測(cè)量強(qiáng)度大；入 射孔小則測(cè)量強(qiáng)度小，但是測(cè)量的位置分辨率將會(huì)增加，實(shí)驗(yàn)時(shí)根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)要求選擇 孔徑不同的通光孔。紅外成像測(cè)試架包括紅外成像輻射體11，紅外成像輻射體內(nèi)部設(shè)有加 熱絲進(jìn)行加熱，輻射體上設(shè)有1只PT100溫度傳感器，可與外部溫度控制器相連來(lái)對(duì)紅外成 像輻射體的溫度進(jìn)行設(shè)定和自動(dòng)控制；紅外成像輻射體11設(shè)置在支桿12上，支桿12設(shè)置 在導(dǎo)塊13上，導(dǎo)塊13設(shè)置在導(dǎo)軌2上，紅外成像測(cè)試架主要用于完成紅外掃描成像實(shí)驗(yàn)。 黑體輻射測(cè)試架包括紅外輻射實(shí)驗(yàn)體14，紅外輻射實(shí)驗(yàn)體14內(nèi)部設(shè)有鹵燈和2個(gè)PT100溫 度傳感器，用于與外部溫度控制器相連來(lái)對(duì)紅外輻射實(shí)驗(yàn)體的溫度進(jìn)行控制并提供外部溫 度測(cè)量接口 ；紅外輻射實(shí)驗(yàn)體14的側(cè)面分別設(shè)置成黑面、粗糙面、光面和帶孔光面，紅外輻 射實(shí)驗(yàn)體14設(shè)置在支柱17上，支柱17設(shè)置在分度轉(zhuǎn)盤(pán)16上，分度轉(zhuǎn)盤(pán)16設(shè)置在滑座15 上，滑座15設(shè)置在導(dǎo)軌2上，黑體輻射測(cè)試架主要用于完成黑體輻射強(qiáng)度P與黑體溫度t 之間的關(guān)系測(cè)量實(shí)驗(yàn)，探究黑體輻射強(qiáng)度P和距離S的關(guān)系測(cè)量實(shí)驗(yàn)，依據(jù)維恩位移定律測(cè) 繪物體輻射能量與波長(zhǎng)的關(guān)系圖等。實(shí)驗(yàn)舉例一、黑體輻射強(qiáng)度P與黑體溫度t之間的關(guān)系測(cè)量1、保持黑體輻射測(cè)試架距離紅外熱輻射傳感器1cm左右，紅外熱輻射傳感器的探 頭對(duì)準(zhǔn)紅外輻射實(shí)驗(yàn)體的中心；2、用溫度控制器(溫度設(shè)定在80°C )給紅外輻射實(shí)驗(yàn)體加 熱，用萬(wàn)用表或者數(shù)據(jù)采集器分別測(cè)量紅外熱輻射傳感器在紅外輻射實(shí)驗(yàn)體的黑面、粗糙 面、光面時(shí)輻射強(qiáng)度的大小(電壓mV)，每1°C測(cè)量一次；3、根據(jù)采集的數(shù)據(jù)來(lái)繪制不同輻射 面輻射強(qiáng)度P與黑體溫度t之間的關(guān)系。帶孔光面上有通光孔，實(shí)驗(yàn)時(shí)可以分析光照對(duì)實(shí) 驗(yàn)的影響。[0016]二、探究黑體輻射強(qiáng)度P和距離S的關(guān)系測(cè)量實(shí)驗(yàn)1、將黑體輻射測(cè)試架緊固在光學(xué)導(dǎo)軌一端某處，使紅外熱輻射傳感器的探頭緊貼 對(duì)準(zhǔn)紅外輻射實(shí)驗(yàn)體的中心，之后稍微調(diào)整紅外熱輻射傳感器的位置，直至紅外熱輻射傳 感器的半自動(dòng)掃描平臺(tái)對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)軌上刻度的某一整刻度，并以此刻度為兩者之間距離零點(diǎn)；
2、將紅外熱輻射傳感器移至導(dǎo)軌另一端，并將紅外輻射實(shí)驗(yàn)體的黑面轉(zhuǎn)動(dòng)到正對(duì)紅外熱輻 射傳感器；3、用溫度控制器(溫度設(shè)定在80°C )給紅外輻射實(shí)驗(yàn)體加熱，待溫度控制穩(wěn)定 后移動(dòng)紅外熱輻射傳感器的位置，每移動(dòng)一個(gè)刻度記錄用萬(wàn)用表或者數(shù)據(jù)采集器測(cè)量的紅 外熱輻射傳感器輻射強(qiáng)度，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)來(lái)繪制輻射強(qiáng)度_距離圖以及輻射強(qiáng)度_距離 的平方圖，即P-S和P-S2圖。三、依據(jù)維恩位移定律測(cè)繪物體輻射強(qiáng)度P與波長(zhǎng)\的關(guān)系圖1、按實(shí)驗(yàn)一，測(cè)量不同溫度時(shí)輻射體輻射強(qiáng)度和輻射體溫度的關(guān)系并記錄；2、根 據(jù)公式X_T = b(S*b = 2.8978X10_3(m.K)為一普適常數(shù))求出不同溫度時(shí)的X _ ；
3、根據(jù)不同溫度下的輻射強(qiáng)度和對(duì)應(yīng)的，描繪曲線(xiàn)圖。四、紅外掃描成像實(shí)驗(yàn)1、將紅外成像測(cè)試架放置在導(dǎo)軌左邊，半自動(dòng)掃描平臺(tái)放置在導(dǎo)軌右邊，使紅外 成像輻射體的中心正對(duì)紅外熱輻射傳感器的探頭；2、用溫度控制器(溫度設(shè)定在70或 80°C )給紅外成像輻射體加熱；3、待溫度控制穩(wěn)定后將紅外成像測(cè)試架向半自動(dòng)掃描平臺(tái) 移近，使紅外成像輻射體盡可能接近紅外熱輻射傳感器(不能緊貼，防止高溫燙壞傳感器 測(cè)試面板)；4、將孔板調(diào)節(jié)到合適的通光孔，通過(guò)調(diào)節(jié)螺桿將紅外熱輻射傳感器調(diào)節(jié)到最 低端；5、啟動(dòng)半自動(dòng)掃描平臺(tái)內(nèi)的掃描電機(jī)，開(kāi)啟采集器，采集紅外成像輻射體的橫向輻射 強(qiáng)度數(shù)據(jù)；6、通過(guò)調(diào)節(jié)螺桿向上調(diào)節(jié)紅外熱輻射傳感器(每次向上移動(dòng)相同距離，螺桿面 板上有刻度)，再次開(kāi)啟電機(jī)采集紅外成像輻射體的橫向輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)；7、直至將紅外成 像輻射體的輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)采集完，利用紅外轉(zhuǎn)換器使得電腦上顯示全部的采集數(shù)據(jù)點(diǎn)以及 成像圖。最后，應(yīng)當(dāng)指出，以上實(shí)施例僅是本實(shí)用新型較有代表性的例子。顯然，本實(shí)用新 型不限于上述實(shí)施例，還可以有許多變形。凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例 所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均應(yīng)認(rèn)為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種熱輻射與紅外掃描成像實(shí)驗(yàn)裝置，包括底座(1)，其特征在于所述底座(1)上設(shè)置導(dǎo)軌(2)，導(dǎo)軌(2)上設(shè)置半自動(dòng)掃描平臺(tái)(3)，半自動(dòng)掃描平臺(tái)(3)上設(shè)置紅外熱輻射傳感器(5)，導(dǎo)軌(2)上還設(shè)置紅外成像測(cè)試架和黑體輻射測(cè)試架；所述半自動(dòng)掃描平臺(tái)(3)上設(shè)置支架(4)，支架(4)上設(shè)置調(diào)節(jié)螺桿(6)和螺母塊(7)，所述紅外熱輻射傳感器(5)設(shè)置在螺母塊(7)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱輻射與紅外掃描成像實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述紅外熱輻 射傳感器(5)的前端設(shè)置遮擋板(8)，遮擋板(8)上設(shè)置入射孔(10)，遮擋板(8)內(nèi)穿插多 孔板(9)，多孔板(9)上的通光孔與遮擋板(8)上的入射孔(10)相配置來(lái)控制紅外熱輻射 傳感器(5)入射的熱輻射強(qiáng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱輻射與紅外掃描成像實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述調(diào)節(jié)螺桿(6)的頂端設(shè)置手輪(18)，手輪(18)設(shè)置在支架(4)的上面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱輻射與紅外掃描成像實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述紅外成像 測(cè)試架包括紅外成像輻射體(11)，紅外成像輻射體(11)內(nèi)部設(shè)有加熱絲和1只PT100溫度 傳感器，可與外部溫度控制器相連來(lái)對(duì)紅外成像輻射體的溫度進(jìn)行設(shè)定和自動(dòng)控制；紅外 成像輻射體(11)設(shè)置在支桿(12)上，支桿(12)設(shè)置在導(dǎo)塊(13)上，導(dǎo)塊(13)設(shè)置在導(dǎo) 軌⑵上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱輻射與紅外掃描成像實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述黑體輻射 測(cè)試架包括紅外輻射實(shí)驗(yàn)體(14)，紅外輻射實(shí)驗(yàn)體(14)內(nèi)部設(shè)有鹵燈和2只PT100溫度傳 感器，用于與外部溫度控制器相連來(lái)對(duì)紅外輻射實(shí)驗(yàn)體的溫度進(jìn)行控制并提供外部溫度測(cè) 量接口 ；紅外輻射實(shí)驗(yàn)體(14)的側(cè)面分別設(shè)置成黑面、粗糙面、光面和帶孔光面，紅外輻射 實(shí)驗(yàn)體(14)設(shè)置在支柱(17)上，支柱(17)設(shè)置在分度轉(zhuǎn)盤(pán)(16)上，分度轉(zhuǎn)盤(pán)(16)設(shè)置 在滑座(15)上，滑座(15)設(shè)置在導(dǎo)軌(2)上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種熱輻射與紅外掃描成像實(shí)驗(yàn)裝置，底座上設(shè)置導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上設(shè)置半自動(dòng)掃描平臺(tái)，半自動(dòng)掃描平臺(tái)上設(shè)置紅外熱輻射傳感器，導(dǎo)軌上還設(shè)置紅外成像測(cè)試架和黑體輻射測(cè)試架，半自動(dòng)掃描平臺(tái)上設(shè)置支架，支架上設(shè)置調(diào)節(jié)螺桿和螺母塊，紅外熱輻射傳感器設(shè)置在螺母塊上。半自動(dòng)掃描平臺(tái)可以左右移動(dòng)紅外熱輻射傳感器，通過(guò)調(diào)節(jié)螺桿和螺母塊可以上下移動(dòng)紅外熱輻射傳感器，這樣可以很方便地使紅外熱輻射傳感器完成輻射體的掃描工作。本實(shí)用新型作為教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，降低了對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)要求，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)操作，有利于教學(xué)實(shí)驗(yàn)的順利完成，也增加了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的興趣。
文檔編號(hào)G09B23/22GK201584096SQ20092029563
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者李翔, 熊永紅, 王震, 覃愛(ài)民 申請(qǐng)人:杭州大華儀器制造有限公司