一種高效疊層式高溫黑體爐體的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于高溫黑體爐技術領域，特別涉及一種高效疊層式高溫黑體爐體。
【背景技術】
[0002]黑體爐作為黑體輻射源其主要功能是用來產(chǎn)生在一定溫度下的標準輻射，在溫度計量中主要用于檢定各種輻射溫度計，如光學高溫計、紅外溫度計、紅外熱像儀等，在光學方面已經(jīng)普遍采用黑體作為標準輻射源和標準背景光源，在測量領域黑體用于測量材料的光譜發(fā)射、吸收及反射特點，在溫度計量領域用途最為普遍，主要利用黑體輻射和溫度的對應關系，因此要求黑體的發(fā)射率越高越好，黑體爐的核心是黑體爐爐腔，黑體爐爐腔作為黑體源需要有極高的輻射系數(shù)與適當?shù)目讖胶湍繕说男螤钆浜希约案叨鹊臏蚀_性，目前典型高溫黑體爐體是一臥式石墨管爐，在石墨發(fā)熱中有一 “靶”，把發(fā)熱體分成兩個對稱的黑體腔，管外有石墨隔熱屏，屏外還有碳氈及高溫絕熱材料，爐體下部有水冷系統(tǒng)，黑體爐爐管的加熱方式為通過變壓器提供的低電壓，大電流通過加在爐管兩端的電極板加熱到石墨體腔腔管的兩端，使石墨黑體腔管發(fā)熱，再把溫度傳遞到靶上，為保護高溫熱爐管除配置大功率變壓器，電源調(diào)節(jié)控制器外，還需配置相應的龐大冷卻系統(tǒng)，隔熱阻熱及保護性氣體(氬氣)氣源裝置，目前爐管有球形及管狀型兩種，而高溫黑體爐其溫度范圍有800°C至3000°C之間，目前國內(nèi)外典型的高溫黑體爐的結構龐大，功耗高達到45KW，耗電量大，同時國內(nèi)外高溫黑體爐爐管因體積大，功耗大，升溫緩慢，而造成檢定速度及測量速度緩慢，耗時，操作繁雜的缺點。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種高效疊層式高溫黑體爐體，通過把高溫黑體爐的腔體分離為石墨靶及黑體腔為兩個獨立的部分組成，僅對靶進行加熱，由于靶僅占整個腔體的一小部分，因而有效的降低輻射源黑體腔的功耗，并采用石墨多層疊加結構，提高腔體的黑度系數(shù)，具有高效低耗恒定測量快速、性能優(yōu)異、結構緊湊、操作便利、黑體系數(shù)大、大靶面、價格便宜、易于維護的特點。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:
一種高效疊層式高溫黑體爐體，包括爐管，爐管兩端設有端板A、端板B，爐管外側設有冷卻層，冷卻層設有進水口、出水口，爐管內(nèi)側設有隔熱防輻射圈，隔熱防輻射圈一端接觸端板A，另一端連接石墨環(huán)層，石墨環(huán)層一端接觸端板B，石墨環(huán)層連接石墨革E形成黑體腔，石墨靶連接溫度傳感器，溫度傳感器貫穿端板A，石墨靶外設有變頻感應圈，變頻感應圈連接變頻加熱電極，變頻加熱電極穿端板A，端板A還設有抽真空接口，端板B設有透輻射窗；所述的抽真空接口用于將爐管I抽真空，使石墨靶快速受熱均勻；
所述的石墨靶與石墨環(huán)層分體設計，用于降低高溫黑體爐的功耗；
所述的石墨環(huán)層用于隔熱、阻熱并消除了外界進入黑體腔的雜散光；
所述的變頻感應圈及變頻加熱電極用于對石墨革E變頻式感應加熱。
[0005]所述的石墨環(huán)層為石墨環(huán)A、石墨環(huán)B依次疊加，所述的石墨環(huán)A、石墨環(huán)B外徑相同，內(nèi)徑不同，且內(nèi)環(huán)表面為形狀、傾角不同的鋸齒型。
[0006]所述的石墨靶的靶面為90度內(nèi)錐角。
[0007]所述的變頻加熱電極為2根。
[0008]所述的透輻射窗采用石英玻璃。
[0009]所述的石墨靶的墨靶直徑為40mm。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明通過把高溫黑體爐的腔體分離為石墨靶及黑體腔為兩個獨立的部分組成，僅對靶進行加熱，由于靶僅占整個腔體的一小部分，因而有效的降低輻射源黑體腔的功耗，并采用石墨多層疊加結構，提高腔體的黑度系數(shù)，同時腔體抽真空，只對石墨靶通過電磁感應進行直接加熱，確保黑體腔有最佳的熱均勻性，具有高效低耗恒定測量快速、性能優(yōu)異、結構緊湊、操作便利、黑體系數(shù)大、大靶面、價格便宜、易于維護的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明的石墨環(huán)A截面圖。
[0013]圖3為本發(fā)明的石墨環(huán)B截面圖。
[0014]其中，I為爐管；2為端板A ;3為端板B ;4為冷卻層；5為進水口 ；6為出水口 ；7為隔熱防輻射圈；8為石墨環(huán)層；9為石墨靶；10為溫度傳感器；11為變頻感應圈；12為變頻加熱電極；13為抽真空接口 ；14為透輻射窗；15為石墨環(huán)A ;16為石墨環(huán)B ;17為黑體腔。
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖對本發(fā)明進一步敘述。
[0016]如圖1所示，一種高效疊層式高溫黑體爐體，包括爐管1，爐管I兩端設有端板A2、端板B3，爐管I外側設有冷卻層4，冷卻層4設有進水口 5、出水口 6，爐管I內(nèi)側設有隔熱防福射圈7，隔熱防福射圈7 —端接觸端板A2，另一端連接石墨環(huán)層8，石墨環(huán)層8 一端接觸端板B3，石墨環(huán)層8連接石墨靶9形成黑體腔17，石墨靶9連接溫度傳感器10，溫度傳感器10貫穿端板A2，石墨靶9外設有變頻感應圈11，變頻感應圈11連接變頻加熱電極12，變頻加熱電極12貫穿端板A2，端板A2還設有抽真空接口 13，端板B3設有透輻射窗14 ;
所述的抽真空接口 13用于將爐管I抽真空，使石墨靶9快速受熱均勻；
所述的石墨靶9與石墨環(huán)層8分體設計，用于降低高溫黑體爐的功耗；
所述的石墨環(huán)層8用于隔熱、阻熱并消除了外界進入黑體腔17的雜散光；
所述的變頻感應圈11及變頻加熱電極12用于對石墨靶9變頻式感應加熱。
[0017]所述的石墨環(huán)層8為石墨環(huán)A15、石墨環(huán)B16依次疊加，所述的石墨環(huán)A15、石墨環(huán)B16外徑相同，內(nèi)徑不同，且內(nèi)環(huán)表面為形狀、傾角不同的鋸齒型。
[0018]所述的石墨靶9的靶面為90度內(nèi)錐角。
[0019]所述的變頻加熱電極12為2根。
[0020]所述的透輻射窗14采用石英玻璃。
[0021]所述的石墨靶9的墨靶直徑為40mm。
[0022]所述的石墨靶9與黑體腔17設計成兩個各自獨立的部分，而僅對石墨靶9進行變頻式感應加熱，由于石墨靶9體只占整個爐管I腔體的一部分，因而這種結構有效的降低黑體爐的功耗，并提高了石墨靶9的熱均勻度。
[0023]所述的石墨環(huán)層8為多個各自獨立的外徑相同，內(nèi)徑不同，形狀，傾角不同，表面成鋸齒狀的石墨環(huán)疊加成筒式的層狀結構，從而使石墨環(huán)起到阻熱，隔熱并有效的消除了外界進入黑腔體17的雜散光，因而降低黑體腔的熱能耗，提高黑體系數(shù)。
【主權項】
1.一種高效疊層式高溫黑體爐體，包括爐管(I )，爐管(I)兩端設有端板A (2)、端板B(3 )，其特征在于，爐管(I)外側設有冷卻層(4 )，冷卻層(4 )設有進水口( 5 )、出水口( 6 )，爐管(I)內(nèi)側設有隔熱防輻射圈(7)，隔熱防輻射圈(7)—端接觸端板A (2)，另一端連接石墨環(huán)層(8)，石墨環(huán)層(8)一端接觸端板B (3)，石墨環(huán)層(8)連接石墨靶(9)形成黑體腔(I7)，石墨靶(9 )連接溫度傳感器(10 )，溫度傳感器(10 )貫穿端板A (2 )，石墨靶(9 )外設有變頻感應圈(11)，變頻感應圈(11)連接變頻加熱電極(12)，變頻加熱電極(12)穿端板A (2)，端板A (2)還設有抽真空接口(13)，端板B (3)設有透輻射窗(14); 所述的抽真空接口(13)用于將爐管I抽真空，使石墨靶(9)快速受熱均勻； 所述的石墨靶(9)與石墨環(huán)層(8)分體設計，用于降低高溫黑體爐的功耗； 所述的石墨環(huán)層(8)用于隔熱、阻熱并消除了外界進入黑體腔(17)的雜散光； 所述的變頻感應圈(11)及變頻加熱電極(12)用于對石墨靶(9)變頻式感應加熱。2.根據(jù)權利要求1所述的一種高效疊層式高溫黑體爐體，其特征在于，所述的石墨環(huán)層(8)為石墨環(huán)A (15)、石墨環(huán)B (16)依次疊加，所述的石墨環(huán)A (15)、石墨環(huán)B (16)外徑相同，內(nèi)徑不同，且內(nèi)環(huán)表面為形狀、傾角不同的鋸齒型。3.根據(jù)權利要求1所述的一種高效疊層式高溫黑體爐體，其特征在于，所述的石墨靶(9)的靶面為90度內(nèi)錐角。4.根據(jù)權利要求1所述的一種高效疊層式高溫黑體爐體，其特征在于，所述的變頻加熱電極(12)為2根。5.根據(jù)權利要求1所述的一種高效疊層式高溫黑體爐體，其特征在于，所述的透輻射窗(14)采用石英玻璃。6.根據(jù)權利要求1所述的一種高效疊層式高溫黑體爐體，其特征在于，所述的石墨靶(9)的墨革E直徑為40mm。
【專利摘要】一種高效疊層式高溫黑體爐體，包括爐管，爐管兩端設有端板A、端板B，爐管外側設有冷卻層，冷卻層設有進水口、出水口，爐管內(nèi)側設有隔熱防輻射圈，隔熱防輻射圈一端接觸端板A，另一端連接石墨環(huán)層，石墨環(huán)層一端接觸端板B，石墨環(huán)層連接石墨靶形成黑體腔，石墨靶連接溫度傳感器，溫度傳感器貫穿端板A，石墨靶外設有變頻感應圈，變頻感應圈連接變頻加熱電極，變頻加熱電極穿端板A，端板A還設有抽真空接口，端板B設有透輻射窗，整個爐腔構成一個封閉管腔，管腔抽真空，石墨靶通過電磁感應直接加熱，確保石墨靶有最佳的熱均勻性，具有高效低耗恒定測量快速、性能優(yōu)異、結構緊湊、操作便利、黑體系數(shù)大、大靶面、價格便宜、易于維護的優(yōu)點。
【IPC分類】G01J5/02
【公開號】CN105067123
【申請?zhí)枴緾N201510241497
【發(fā)明人】高偉, 張鎖弟, 梁中棟, 孫鳳山, 劉甲鼎, 馮長太
【申請人】高偉, 張鎖弟, 梁中棟, 孫鳳山, 劉甲鼎, 馮長太
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年5月13日