用于紅外成像測量的外場測試靶板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及一種固體推進(jìn)劑的燃燒特征信號測試技術(shù)，特別是固體推進(jìn)劑的 燃燒特征信號測試中的用于紅外成像測量的外場測試祀板。
【背景技術(shù)】
[0002] 在固體推進(jìn)劑的燃燒特征信號測試中，羽流煙霧的紅外透過率是一個重要參數(shù)。 采用紅外成像的方式測量羽流煙霧對紅外福射的透射性能時，因為成像系統(tǒng)具有比較大的 視場，此時復(fù)雜的背景對測量的影響很大，為了減少該種不利影響，并能提供穩(wěn)定均勻的紅 外福射，需要設(shè)計測量祀板W確保測試成功。
[0003]根據(jù)煙霧紅外透過率測量算法，采用溫度分布空間調(diào)制的紅外祀板，即祀板由交 替相間配置的高、低溫區(qū)塊構(gòu)成，并且祀板表面W黑、白顏色區(qū)分。該樣的祀板具有相互關(guān) 聯(lián)的兩種溫度、兩種不同的紅外福射特性，便于根據(jù)測量算法進(jìn)行高準(zhǔn)確度的測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型提供一種用于紅外成像測量的外場測試使用的祀板，用作外場紅外成 像測量時作為基準(zhǔn)紅外福射源。
[0005]本實用新型采用侶合金型材加工制作，祀板表面為黑色、白色區(qū)塊相間排列，相同 顏色的區(qū)塊用管道連通，相鄰的不同顏色的區(qū)塊之間用阻熱介質(zhì)（硅膠或石棉）絕熱，用外 部高/低溫槽加液體對黑、白區(qū)塊分別進(jìn)行溫度控制，使得相同色塊上的最大溫差不超過 8°c，高溫板塊具備溫度調(diào)節(jié)功能，可在50°C~80°C之間調(diào)節(jié)。
[0006]本實用新型所采用的技術(shù)方案是；用于紅外成像測量的外場測試祀板，其特征是： 祀板包括黑色水箱、白色水箱、絕熱石棉、黑色水箱連接管、白色水箱連接管，所述黑色水箱 與白色水箱依次交替排列間隔分布構(gòu)成祀板，在黑色水箱與白色水箱之間有絕熱石棉，間 隔分布的黑色水箱之間用黑色水箱連接管連接，使祀板上所有黑色水箱聯(lián)通；間隔分布的 白色水箱之間用白色水箱連接管連接，使祀板上所有白色水箱聯(lián)通。
[0007]所述的黑色水箱與外部高溫槽連接，黑色水箱與外部高溫槽形成環(huán)路。
[000引所述的黑色水箱表面溫度在50°C~80°C之間調(diào)節(jié)。
[0009]所述的白色水箱與外部低溫槽連接形成循環(huán)，低溫槽為白色水箱提供溫度穩(wěn)定的 低溫介質(zhì)。
[0010] 所述的祀板共有5塊黑色區(qū)域，4塊白色區(qū)域拼接而成。
[0011] 所述的祀板在高為1. 5m- 1. 8m，寬為1. 6m- 2m。
[0012] 所述的祀板通過俯仰調(diào)節(jié)旋鈕固定在高度調(diào)節(jié)支架上，俯仰調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)祀板俯 仰，調(diào)節(jié)范圍在0~45。之間。
[0013]所述的高度調(diào)節(jié)支架采用304不誘鋼制作。
[0014]所述的黑色水箱與白色水箱尺寸相同；所述的黑色水箱與白色水箱連接處用石棉 絕熱。
[0015]所述的黑色水箱表面噴涂黑啞光油漆，白色水箱表面噴涂白啞光油漆。
[0016]本實用新型的優(yōu)點在于；本實用新型采用黑色、白條相間結(jié)構(gòu)的祀板，是一種對均 勻結(jié)構(gòu)進(jìn)行空間調(diào)制的祀板，實際上是形成了兩種不同福射特征的紅外福射。測量時同時 得到了該兩種不同的福射，通過數(shù)學(xué)運算，可W得到準(zhǔn)確度很高的測量結(jié)果。本實用新型對 祀板黑、白區(qū)塊分別進(jìn)行溫度控制，不僅控制祀板溫度使其穩(wěn)定不受外界環(huán)境影響，且可根 據(jù)實驗要求調(diào)節(jié)祀板溫度。本實用新型相同顏色區(qū)塊相互連通，保證相同顏色區(qū)塊的溫度 差在實驗允許誤差范圍內(nèi)，即保證了其紅外福射特征值的誤差在允許范圍內(nèi)，從而保證實 驗準(zhǔn)確性。祀板制作簡單，操作簡便，既可W用于室內(nèi)測試使用，也便于外場測試使用。
【附圖說明】
[0017] 圖1本實用新型紅外成像測量光學(xué)祀板的結(jié)構(gòu)圖；
[001引圖2是祀板固定示意圖。
[0019]圖中，1、黑色水箱；2、白色水箱；3、絕熱石棉；4、黑色水箱連接管；5、白色水箱連 接管；6、祀板；7、高度調(diào)節(jié)支架；8、帶滾輪、水平調(diào)節(jié)裝置的抓地機(jī)構(gòu)；9、俯仰調(diào)節(jié)旋鈕。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合圖1、圖2進(jìn)一步說明本實用新型詳細(xì)內(nèi)容。
[0021] 實施例1
[0022] 參見圖1，用于紅外成像測量的外場測試祀板，祀板包括黑色水箱1、白色水箱2、 絕熱石棉3、黑色水箱連接管4、白色水箱連接管5,所述黑色水箱1與白色水箱2依次交替 排列間隔分布構(gòu)成祀板6,在黑色水箱1與白色水箱2之間有絕熱石棉3,間隔分布的黑色 水箱1之間用黑色水箱連接管4連接，使祀板上所有黑色水箱聯(lián)通；間隔分布的白色水箱2 之間用白色水箱連接管5連接，使祀板上所有白色水箱聯(lián)通。
[0023] 黑色水箱1與外部高溫槽連接，高溫槽為黑色水箱1提供溫度穩(wěn)定的高溫介質(zhì)，因 水箱相互連接與外部高溫槽形成環(huán)路，高溫介質(zhì)處于循環(huán)狀態(tài)保證相同顏色水箱溫差不超 過8°C，且祀板表面黑色區(qū)域的溫度在50°C~80°C之間調(diào)節(jié)。
[0024] 白色水箱2與外部低溫槽連接形成循環(huán)，低溫槽為白色水箱2提供溫度穩(wěn)定的低 溫介質(zhì)。
[0025] 祀板共有5塊黑色區(qū)域，4塊白色區(qū)域拼接而成。
[0026] 祀板在1. 5m- 1. 8m(高）X1. 6m- 2m(寬），為了適應(yīng)不同的測量應(yīng)用，該祀板可 W擴(kuò)展寬度。
[0027]用俯仰調(diào)節(jié)旋鈕9將祀板6固定在高度調(diào)節(jié)支架7上，根據(jù)實驗需要調(diào)節(jié)祀板俯 仰，調(diào)節(jié)范圍在0~45°之間，同時通過調(diào)節(jié)高度調(diào)節(jié)支架7調(diào)節(jié)祀板的高度。在高度調(diào)節(jié) 支架7底部安裝帶滾輪、水平調(diào)節(jié)裝置的抓地機(jī)構(gòu)8,在祀板通過抓地機(jī)構(gòu)固定W后，通過 水平調(diào)節(jié)裝置對祀板進(jìn)行水平調(diào)節(jié)，保證祀板的準(zhǔn)確姿態(tài)。高度調(diào)節(jié)支架7采用304不誘 鋼制作。帶滾輪、水平調(diào)節(jié)裝置的抓地機(jī)構(gòu)屬于現(xiàn)有的機(jī)構(gòu)不做詳細(xì)描述。
[002引設(shè)計一種適用于紅外成像測量外場測試的祀板，要求祀板可進(jìn)行傾斜度調(diào)節(jié)，調(diào) 節(jié)范圍在0~45°之間；祀板具備滾輪、水平調(diào)節(jié)裝置及抓地機(jī)構(gòu)，方便祀板移動、固定， W及祀板基座處于水平狀態(tài)；祀板要求黑白區(qū)塊相互交替排列，并且對兩種顏色的區(qū)塊分 別進(jìn)行溫度控制，相同顏色區(qū)塊上的最大溫差不超過8°C，且對祀板高溫區(qū)塊可進(jìn)行溫度調(diào) 節(jié)，溫度調(diào)節(jié)幅度在50°C~80°C之間。
[0029] 黑色水箱1與白色水箱2尺寸相同，黑色水箱1與白色水箱2連接處用石棉絕熱。 黑色水箱1表面噴涂黑啞光油漆，白色水箱2表面噴涂白啞光油漆。
[0030] 根據(jù)黑體福射的普朗克福射定律，在一定溫度下，單位面積的黑體在單位時間、單 位立體角內(nèi)和單位波長間隔內(nèi)福射出的能量為
[0031]
(1)
[003引式中，B(A，T)-黑體的光譜福射亮度（W/(m?Sr?ym))，A-福射波長 (ym)，T-黑體絕對溫度化，T=t+273k)，C-光速（2. 998Xl0Sm/s)，h-普朗克常數(shù) 化.626X10-34j.巧，k-波爾茲曼常數(shù)（1. 380X10-23j/K)。
[0033] 由此得到維恩位移定律，即在一定溫度下，黑體的譜福射亮度存在一個極值，該個 極值由溫度完全確定：
[0034] Am?T= 2898 (ym?K) 似
[003引 Am-最大黑體譜福射亮度處的波長（ym)
[0036] 將普朗克福射定律的B(A，T)對所有的波長積分，同時也對各個福射方向積分， 即可得到斯特番一波耳茲曼定律。該定律指出，絕對溫度為T的黑體單位面積在單位時間 內(nèi)向空間各方向福射出的總能量B(T)為
[0037] B(T) =otQfi/ra)(3) 〇 為Stefan-Boltzmann常數(shù)，等于 5. 67X10-8胖/ (m2 ?的。
[003引實際上并不存在理想的絕對黑體，但是可W根據(jù)上述規(guī)律來近似估算黑白交替排 列的祀板紅外福射的有關(guān)特征參數(shù)，包括最大福射亮度波長、福射通量等，該些特征參數(shù)表 征了祀板的福射特性，表征了煙霧紅外透過率的頻譜特性，更重要的是可W作為紅外相機(jī) 選型的依據(jù)之一。
[0039] 外部高溫介質(zhì)為液體，采用液體循環(huán)方式對水箱進(jìn)行溫度控制。
【主權(quán)項】
1. 用于紅外成像測量的外場測試靶板，其特征是：靶板包括黑色水箱、白色水箱、絕熱 石棉、黑色水箱連接管、白色水箱連接管，所述黑色水箱與白色水箱依次交替排列間隔分布 構(gòu)成靶板，在黑色水箱與白色水箱之間有絕熱石棉，間隔分布的黑色水箱之間用黑色水箱 連接管連接，使靶板上所有黑色水箱聯(lián)通；間隔分布的白色水箱之間用白色水箱連接管連 接，使靶板上所有白色水箱聯(lián)通。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于紅外成像測量的外場測試靶板，其特征是：所述的黑色 水箱與外部高溫槽連接，黑色水箱與外部高溫槽形成環(huán)路。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于紅外成像測量的外場測試靶板，其特征是：所述的黑色 水箱表面溫度在50°C~80°C之間調(diào)節(jié)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于紅外成像測量的外場測試靶板，其特征是：所述的白色 水箱與外部低溫槽連接形成循環(huán)，低溫槽為白色水箱提供溫度穩(wěn)定的低溫介質(zhì)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于紅外成像測量的外場測試靶板，其特征是：所述的靶板 共有5塊黑色區(qū)域，4塊白色區(qū)域拼接而成。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于紅外成像測量的外場測試靶板，其特征是：所述的靶板 在高為 I. 5m - I. 8m，寬為 I. 6m - 2m。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于紅外成像測量的外場測試靶板，其特征是：所述的靶板 通過俯仰調(diào)節(jié)旋鈕固定在高度調(diào)節(jié)支架上，俯仰調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)革E板俯仰，調(diào)節(jié)范圍在0~ 45°之間。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于紅外成像測量的外場測試靶板，其特征是：所述的高度 調(diào)節(jié)支架采用304不銹鋼制作。9. 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的用于紅外成像測量的外場測試靶板，其特征是：所述的 黑色水箱與白色水箱尺寸相同；所述的黑色水箱與白色水箱連接處用石棉絕熱。10. 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的用于紅外成像測量的外場測試靶板，其特征是：所述的 黑色水箱表面噴涂黑啞光油漆，白色水箱表面噴涂白啞光油漆。
【專利摘要】本實用新型涉及用于紅外成像測量的外場測試靶板，其特征是：靶板包括黑色水箱、白色水箱、絕熱石棉、黑色水箱連接管、白色水箱連接管，所述黑色水箱與白色水箱依次交替排列間隔分布構(gòu)成靶板，在黑色水箱與白色水箱之間有絕熱石棉，間隔分布的黑色水箱之間用黑色水箱連接管連接，使靶板上所有黑色水箱聯(lián)通；間隔分布的白色水箱之間用白色水箱連接管連接，使靶板上所有白色水箱聯(lián)通。本實用新型具有制作簡單，操作簡便，既可以用于室內(nèi)測試使用，也便于外場測試使用。
【IPC分類】G01N21/59
【公開號】CN204694633
【申請?zhí)枴緾N201520235746
【發(fā)明人】劉科祥, 趙鳳起, 臧明相, 王長健, 蔡德芳, 牛建軍, 許毅, 孫美, 儀建華, 孫志華, 蘇蕊, 于文杰, 吳俊 , 張鵬, 魏志剛
【申請人】西安電子科技大學(xué), 西安近代化學(xué)研究所
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年4月17日