专利名称：黑体实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种实验仪器，特别是一种用于测量黑体辐射能量和 任意发射光源的辐射能量的黑体实验装置。
背景技术：
任何物体，只要其温度在绝对零度以上，就能够向周围发射辐射。其 辐射规律遵守普朗克辐射定律，即光谱分析定律；斯忒藩一波尔兹曼定 律，即积分辐射；维恩位移定律，即光谱亮度的最大值波长与它的绝对温 度的关系。这三大定律的教学与实验， 一直是大学物理实验的重点，又是 难点。
目前市场上销售的黑体实验装置很少，而且大多没有微机智能控制， 测试时，使用条形灯、光栅光谱仪、可变电源电流计等多个部分组合在一 起，采用电流计读数，误差非常大，很难保证测试的精度。 发明内容
基于上述己有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种黑体实 验装置，由于该装置采用计算机控制，有利于对采集的丰富数据进行处理， 满足大专院校物理实验的要求。
为实现上述目的，本实用新型提供一种黑体实验装置，其中该装置 包括有光源，光栅光谱仪，接收系统，电控制箱，计算机；所述光源将发 出的光汇聚于光栅光谱仪，光栅光谱仪将衍射汇聚的光经调频送入接收系 统，接收系统将接收到的光信号转变成电信号，送入控制光谱仪工作的电 控制箱，电控制箱将采集到的数据及反馈信号传输至计算机进行数据处理。
本实用新型的效果是采用了光栅光谱仪及计算机技术，将黑体辐射能量曲线简单明了的在终端显示出来，双重数据采集非常便于学生做实验。 它的主要特点有直接记录黑体辐射的光谱曲线，自动扣除光学元器件， 光电接收器的传递函数，采用计算机实现自动控制和测量。根据软件设计 的功能，进行数据的采集、处理，完成各项复杂运算，如数据处理，主 要包括对曲线作处理，如曲线的平滑、四则运算等，测量软件系统主要是 建立传递函数曲线，辐射光源能量的测量，验证黑体辐射定律等，并通过 显示器显示结果。
图1为本实用新型的黑体实验装置的结构示意图； 图2为本实用新型的黑体实验装置的光源示意图； 图3为本实用新型的黑体实验装置的光栅光谱仪、接收器示意图。 图1中
I、 光源 2、 4、电控制箱 5、
图2中
6、溴钨灯 7、 图3中
8、入射狭缝 9、
II、 闪耀光栅 12 14、调制器 15 17、接收器
具体实施方式
结合附图对本实用新型黑体实验装置的结构加以说明。 如图1所示，本实用新型的黑体实验装置主机系统主要包括有光源1， 光源1将发出的光汇聚于光栅光谱仪2，光栅光谱仪2将衍射汇聚的光经调
光栅光谱仪 计算机
3、接收系统
聚光镜
平面反射镜 .物镜
,平面反射镜
10-13、 16-
出射狭缝 深椭球镜频送入接收系统3，接收系统3将接收到的光信号转变成电信号，送入电控
制箱4，电控制箱4将信号传输至计算机5进行数据处理。
如图2所示，作为光源1的可调溴钨灯6发出的光经聚光镜7收集， 汇聚于光栅光谱仪如图3中的入射狭缝8。
如图3所示，汇聚于入射狭缝8的光经平面反射镜9反射到准直镜10， 而变成平行光入射到闪耀光栅11上，入射到光栅上的光经光栅衍射后入射 到物镜12，衍射光经物镜12就汇聚到出射狭缝13，由于本实验装置的工 作区间在800 2500nm，而选用的是硫化铅为光信号接收器17，从出射狭 缝13射出的单色光信号必须经调制器调成50Hz的频率信号，才能被硫化 铅接收器所接收，经调制器14调制后的单色光经平面反射镜15反射到深 椭球镜16，再汇聚于接收器17，接收器17将接收到的光信号转变成电信 号，送入电控制箱4，在软件的支撑下进行AD及D/A转换，并经计算机5 进行数据处理，完成对曲线的处理，如曲线的平滑、四则运算，建立传递 函数曲线，辐射光源能量的测量，验证黑体辐射定律等。
采用的计算机5的作用是控制光栅光谱仪的工作状态，根据软件设计的 功能，进行数据的采集、处理，完成各项复杂运算，并通过显示器显示结 果。
权利要求1、一种黑体实验装置，其特征是该装置包括有光源(1)，光栅光谱仪(2)，接收系统(3)，电控制箱(4)，计算机(5)；所述光源(1)将发出的光汇聚于光栅光谱仪(2)，光栅光谱仪(2)将衍射汇聚的光经调频送入接收系统(3)，接收系统(3)将接收到的光信号转变成电信号，送入控制光谱仪工作的电控制箱(4)，电控制箱(4)将采集到的数据及反馈信号传输至计算机(5)进行数据处理。
2、 根据权利要求l所述的黑体实验装置，其特征是所述光源(1)为 可调的溴钨灯(6)。
3、 根据权利要求1所述的黑体实验装置，其特征是所述光栅光谱仪 (2)包括有入射狭缝(8)，平面反射镜(9)，准直镜(10)，闪耀光栅 (11)，物镜(12)，出射狭缝(13)，调制器(14);汇聚光源的光进入入射狭缝(8)，该光经平面反射镜(9)反射到准直镜(10)，而变成 平行光入射到闪耀光栅(11)上，入射到光栅上的光经光栅衍射后入射到 物镜(12)，衍射光经物镜(12)就汇聚到出射狭缝(13)，从出射狭缝 (13)射出的单色光信号送入调制器(14)调频。
4、 根据权利要求1所述的黑体实验装置，其特征是所述接收系统(3) 包括有平面反射镜(15)，深椭球镜(16)，接收器(17);经调制器调制后 的单色光经平面反射镜(15)反射到深椭球镜(16)，再汇聚于接收器(17)， 接收器(17)将接收到的光信号转变成电信号，送入电控制箱(4)，在软 件的支撑下进行AD及D/A转换，并经计算机(5)进行数据处理，完成对 曲线的处理，包括曲线的平滑、四则运算，建立传递函数曲线，辐射光源 能量的测量，验证黑体辐射定律。
5、 根据权利要求4所述的黑体实验装置，其特征是所述接收器(17) 是产生光信号的硫化铅接收器。
专利摘要本实用新型提供一种黑体实验装置，该装置包括有光源，光栅光谱仪，接收系统，电控制箱，将衍射汇聚的光经调频送入接收系统，接收系统将接收到的光信号转变成电信号，送入控制光谱仪工作的电控制箱，电控制箱将采集到的数据及反馈信号传输至计算机进行数据处理。本实用新型的效果是该装置将黑体辐射能量曲线简单明了的在终端显示出来，双重数据采集非常便于学生做实验。能够直接记录黑体辐射的光谱曲线，自动扣除光学元器件，光电接收器的传递函数，采用计算机实现自动控制和测量。根据软件设计的功能，进行数据的采集、处理，完成各项复杂运算，测量软件系统主要是建立传递函数曲线，辐射光源能量的测量，验证黑体辐射定律等，并通过显示器显示结果。
文档编号G01J5/00GK201323006SQ20082014430
公开日2009年10月7日 申请日期2008年12月10日 优先权日2008年12月10日
发明者杜振贡, 昕 黄 申请人:天津港东科技发展股份有限公司