专利名称：一种红外图像模拟源的辐射单元模块设计的制作方法
技术领域：
本发明涉及红外图像模拟领域，一种红外图像模拟源的辐射单元模块设计。
背景技术：
随着红外探测器技术的飞速发展，红外成像系统具备了廉价、小型化、高可靠性和便携的特点，这使得红外成像技术由军用市场逐步转向民用市场，其中红外成像系统已成为众多领域中进行温度场测量的必不可少的工具。为提高测温的精度，同其他任何仪器仪表一样，红外成像系统也需要进行校准和标定。黑体辐射源作为标准辐射源.广泛地用作红外成像系统的绝对标准。大面元的红外图像模拟源对红外成像系统的参数评估尤为重要，目前红外图像模拟源主要采用黑体辐射源作为热辐射元件。早期的黑体辐射源，结构简单，腔体材料多应用碳硅化物、陶瓷或石墨，采用恒温油槽或非均勻布置的加热丝来取得均勻温场，为了取得较好的黑体辐射特性， 开口孔径都比较小。随着热管技术的进步，黑体源的设计开始和热管相结合，温度均勻性进一步提高，辐射源口径进一步增大。但总体来讲黑体辐射源的有效辐射面积不能做的很大， 实际黑体空腔的不等温性以及外界环境辐射对空腔的有效发射率的影响考虑仍有不足。远距离红外热成像系统的图像模拟，要由大面元、辐射均勻、可控精度高的红外图像模拟源来实现。如果使用黑体辐射源，对其有效辐射面积要求更大，测试系统更加复杂，成本大大增加，不便于推广使用。因此，研究一种大面元、辐射均勻、低成本的红外图像模拟源是很有意义的。
发明内容
本发明目的在于提供一种红外图像模拟源的辐射单元模块设计。该模块结构基于温度反馈式系统，可实现高于环境温度20摄氏度的红外图像模拟，从而实现对红外成像系统参数的评估。本发明提供的红外图像模拟源的辐射单元模块，结构如图1、图2和图3所示，由红外涂层(1)、保温层(2)、温度传感器(3)、导热硅脂(4)、电加热器(5)、隔热层(6)、金属外壳(7)、固定螺栓1(8)、固定螺栓2 (9)和拉铆螺母(10)。上述的红外涂层(1)要选取合适的表面涂层材料，用高压喷漆枪两次喷涂。保温层( 选用表面经过喷砂处理的铝板。温度传感器C3)采用PtlOO电阻传感器，其下表面与铝板之间用导热硅脂粘连。温度传感器C3)用环氧树脂固定于铝板表面中心，其与铝板接触处涂导热硅脂。上述的导热硅脂⑷要均勻地涂于铝板与电加热器(5)之间，保温层(2)的铝板用固定螺栓1(8)四角固定在电加热器( 上，电加热器采用覆铜PCB板，保证铝板与PCB 板的充分接触。隔热层(6)材料采用聚苯乙烯塑料。上述的电加热器(5)与金属外壳(7)之间要用环氧树脂混合凝固剂密封固定，隔热层(6)与金属外壳(7)之间用钢结构耐候胶密封，用于连接温度传感器(3)的导线依次穿过铝板、电加热器( 和隔热层(6)，铝板和电加热器( 上的钻孔大小要一致。固定螺栓2 (9)穿过钻孔，固定铝板、电加热器(5)、隔热层(6)和金属外壳(7)。上述的模拟源模块可以根据实际红外成像系统参数要求组成面积可调的阵列式结构。图3中的拉铆螺母(10)用于固定模拟源面板与支撑框架。本发明能够解决的主要技术问题及其积极效果是1、结构各部分紧凑，温度传感器置于保温层铝板的表面中心，实时监测、反馈表面温度，减小温度的迟滞效应。2、制作成本低、安装使用方便。3、模块内部各层与金属外壳之间用钢结构耐候胶填充密封，以增加强度，可适应室内以及风吹、日晒、雨淋条件下的室外环境。
图1为模拟源结构示意图(也作为发明摘要附图)；图中1-红外涂层，2-保温层，3-温度传感器，4-导热硅脂，5-电加热器，6_隔热层，7-金属外壳。图2为2 X 2式模拟源整体结构正视图；图中2-保温层，3-温度传感器，7-金属外壳，8-固定螺栓1，9-固定螺栓2。图3为2X2式模拟源整体结构后视图；图中9-固定螺栓2，10-拉铆螺母。
具体实施例方式如图1所示，红外图像模拟源的辐射单元模块结构由红外涂层(1)、保温层O)、温度传感器(3)、导热硅脂(4)、电加热器(5)、隔热层(6)、金属外壳(7)、固定螺栓1(8)、固定螺栓2(9)和拉铆螺母(10)组成。红外涂层(1)选取合适的表面涂层材料，保温层(2)选用表面经过喷砂处理的金属铝板。温度传感器C3)采用PtlOO电阻传感器，其下表面与铝板之间用导热硅脂粘连。温度传感器C3)用环氧树脂固定于铝板表面中心，温度传感器(3) 与铝板接触处涂导热硅脂。导热硅脂(4)均勻地涂于铝板与电加热器( 之间，保温层(2) 的铝板用固定螺栓1(9)四角固定在电加热器(5)上。电加热器采用覆铜PCB板，保证铝板与PCB板的充分接触。隔热层(6)材料采用聚苯乙烯塑料。电加热器( 与金属外壳(7) 之间要用环氧树脂混合凝固剂密封固定，隔热层(6)与金属外壳(7)之间用钢结构耐候胶密封。用于连接温度传感器⑶的导线依次穿过铝板、电加热器(5)和隔热层(6)，铝板和电加热器( 上的钻孔要一致，固定螺栓2 (9)穿过钻孔，固定铝板、电加热器(5)、隔热层 (6)和金属外壳(7)。拉铆螺母(10)用于固定模拟源面板与支撑框架。
权利要求
1.一种红外图像模拟源的辐射单元模块设计，其特征在于由红外涂层(1)、保温层 (2)、温度传感器(3)、导热硅脂(4)、电加热器(5)、隔热层(6)、金属外壳(7)、固定螺栓 1(8)、固定螺栓2 (9)和拉铆螺母(10)组成。
2.根据权利要求1所述的一种红外图像模拟源的辐射单元模块设计，其特征在于保温层( 选用表面经过喷砂处理的金属铝板，两个模拟源之间的铝板不能接触，铝板与金属外壳(7)不能接触。
3.根据权利要求1所述的一种红外图像模拟源的辐射单元模块设计，其特征在于温度传感器C3)要置于保温层O)的表面中心，温度传感器C3)与铝板接触处涂导热硅脂。
全文摘要
本发明涉及红外图像模拟领域，是一种红外图像模拟源的辐射单元模块设计。由红外涂层、保温层、温度传感器、导热硅脂、电加热器、隔热层和金属外壳组成。模拟源的红外涂层选取合适的涂层材料，保温层选用表面经过喷砂处理的金属铝板。电加热器采用覆铜PCB板，铝板与PCB板间用导热硅脂填涂，良好的传递热量以实现模拟源的均匀发热。隔热层材料采用聚苯乙烯塑料，用以隔热减少模拟源的热传导损失。电加热器与金属外壳之间要用环氧树脂混合凝固剂密封固定，隔热层与金属外壳之间用钢结构耐候胶密封。本模拟源可适应风吹、日晒、雨淋环境下实验与模拟。模拟源结构可以根据拟被测红外成像系统参数要求组成面积可调的阵列式结构。
文档编号G01J5/00GK102230822SQ20111006986
公开日2011年11月2日 申请日期2011年3月23日 优先权日2011年3月23日
发明者付跃刚, 吕涛, 孙小伟, 张磊, 欧阳名钊, 王康 申请人:长春理工大学