YNAO OpenIR  > 抚仙湖太阳观测站
一种用于高反面红外辐射测量的屏蔽方法及装置
黄善杰; 程向明; 张涛; 曾光
申请(专利权)人中国科学院云南天文台
专利号ZL201510304078.7
申请号CN201510304078.7
2015-06-06
申请日期2015-06-06
公开(公告)号CN105043558A ; CN105043558B
公开日期2015-11-11
IPC 分类号G01J5/06
授权国家中国
专利类型发明
专利状态授权
授权日期2017-11-28
学科领域天文学
学科门类理学 ; 理学::天文学
产权排序1
摘要本发明公开了一种用于高反面红外辐射测量的屏蔽方法及装置,可有效保证测量准确度,其中的屏蔽方法包括测量方位和测量设备的选择、设置辐射屏蔽区域的大小、选用并组装适合的屏蔽装置、安装红外辐射测量仪并进行辐射测量、修正屏蔽装置自身辐射对测量结果的影响等步骤。本发明采用开放式的屏蔽辐射的装置,可消除环境辐射对辐射测量的影响,大幅度提升高反面自身红外辐射在红外探测器接受的总辐射中的比例,提升高反面自身辐射的测量精度。
主权项1.一种用于高反面红外辐射测量的屏蔽方法,其特征在于包括以下步骤: 步骤1,基于高反面外型和实际测量环境,给出合适的测量方位,即红外辐射测量仪相对高反面的方位和距离;根据高反面的发射率和温度,评估其自身红外辐射强度,选择合适的红外辐射测量仪,保证高反面的自身辐射强度处于测量仪的定标范围内; 步骤2,根据高反面的外形尺寸和测量方位,给出所需的辐射屏蔽区域的形状和大小;辐射屏蔽区域的大小要保证环境的红外辐射不会在高反面经镜面反射进入红外辐射测量仪; 步骤3,根据屏蔽区域的形状和大小,拼接屏蔽装置;屏蔽装置包括底座,以及竖直设置于底座上的冷板;所述冷板围成测量区;所述冷板具有容纳液氮的腔体,该腔体上设置有液氮注入口和泄压口;冷面采用经发黑处理的高导热系数的金属材料制成,冷板的其余表面设置有保温层;冷面具有较高的红外辐射率和红外辐射吸收率,可以抑制环境辐射经冷面和高反面二次反射进入红外辐射测量仪; 步骤4,根据具体的红外辐射测量要求,评估测量时间,选择冷板的液氮和气体注入方式;若测量时间长:选用连续空气注入方式,保证有持续的气体吹向冷面,防止低温冷面引起空气的水蒸气冷凝成冰层;液氮注入方式也采用连续注入方式,防止冷面出现较大的温度变化;若测量时间较短:选用一次性液氮注入方式,采用液氮挥发出的氮气作为冷面的防结霜气体;由于冷面从结霜至冰层需要一段时间,在某些短时测量时,可以不使用防结霜气体; 步骤5,根据设计的测量方位,安装红外辐射测量仪,测量高反面的红外辐射分布;红外辐射测量仪接受的辐射主要由高反面自身红外辐射和冷面在其表面的反射辐射两部分组成;一般情况下,由于冷面温度接近液氮温度,常见高反面的辐射强度约为冷面的百倍以上;高反面充满测量仪视场时,红外辐射测量仪接受的红外辐射可看成高反面自身的红外辐射; 步骤6,高精度红外辐射测量时,需要修正冷面红外辐射对测量的影响,根据高反面与屏蔽装置的具体形状和方位,通过计算辐射学给出冷面在高反面的反射辐射分布,在辐射分布图像中扣除冷面在高反面的反射辐射,进一步提升高反面的辐射测量精度;由于容纳液氮的腔体采用高导热系数金属,冷面的温度分布变化不大,数值计算中可以把冷面温度设为固定值。 2.一种用于实现如权利要求1所述屏蔽方法的装置,其特征在于:包括底座,以及竖直设置于底座上的冷板;所述冷板围成测量区;所述冷板具有容纳液氮的腔体,该腔体上设置有液氮注入口和泄压口;所述冷板临近测量区的表面称为冷面,冷面采用经发黑处理的高导热系数的金属材料制成,冷板的其余表面设置有保温层。 3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于:所述底座内设置容纳气体的腔体,该腔体上设置气体注入口;所述底座上设置有沿冷板内侧边缘延伸的狭缝状的气口,用于向冷板的冷面喷射防结霜气体。 4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于:所述底座由多个底座单元块拼接而成,各底座单元块具有容纳气体的腔体且相互连通。 5.根据权利要求2所述的装置,其特征在于:所述冷板由多个冷板单元块拼接而成,各冷板单元块均具有容纳液氮的腔体,且腔体上均设置有液氮注入口和泄压口。 6.根据权利要求2-5任一所述的装置,其特征在于:所述冷板和底座采用可拆卸连接。 7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于:所述冷板远离测量区的表面至少竖直设置两个立管,立管内插入可插拔的插杆,所述底座上设置与立管对应的盲孔;所述插杆穿过立管并伸入底座的盲孔,实现冷板与底座的可拆卸连接。 8.根据权利要求3或4所述的装置,其特征在于:所述冷板上腔体的泄压口通过管道与底座上腔体的气体注入口连接。
语种中文
专利代理人陈左
代理机构昆明正原专利商标代理有限公司
文献类型专利
条目标识符http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/12010
专题抚仙湖太阳观测站
作者单位中国科学院云南天文台,云南省昆明市官渡区羊方旺396号
第一作者单位中国科学院云南天文台
推荐引用方式
GB/T 7714
黄善杰,程向明,张涛,等. 一种用于高反面红外辐射测量的屏蔽方法及装置. ZL201510304078.7[P]. 2015-06-06.
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