一种反射器及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种反射器，包括：主体和法兰盘；主体为中空的圆锥结构，主体的上端设置有透光孔，下端设置有吸收孔；法兰盘安装在主体的吸收孔处；法兰盘上设置有通孔，反射器通过通孔安装在平面型辐射计的吸收面上；主体用于将吸收面反射出的辐射光再次反射回吸收面，提高辐射光的利用率。本发明专利技术通过将反射器应用于平面型辐射计中的方式，将未被吸收层吸收的光辐射进行多次反射回吸收面以增加平面型辐射计吸收层的光吸收，有利于辐射计得到更高的吸收比，同时减小了辐射功率的能量损失,降低了其吸收率在空间中的衰减。本发明专利技术能使得平面型辐射计在空间环境下获得低衰减的高吸收比。辐射计在空间环境下获得低衰减的高吸收比。辐射计在空间环境下获得低衰减的高吸收比。

【技术实现步骤摘要】
一种反射器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及辐射计量
，特别涉及一种反射器及其制备方法。

技术介绍

[0002]绝对辐射计应用于计量学、太阳辐射测量、地球遥感等领域，近年来辐射计的迅速发展使得光学计量的整体水平得到显著提高。绝对辐射计作为太阳辐射测量的基准，可直接将太阳辐射的测量结果溯源至国际单位制
‑
电流(I)；作为高精度激光功率的基准，可对红外辐射和光探测器进行精密校准，其测量精度比其他标准高一个量级；各国利用绝对辐射计复现坎德拉新定义，建立了光度量和辐射度量之间的密切联系。
[0003]绝对辐射计的主要器件包括光热吸收器、温度传感器、热链接件和热沉。其中光热接收器用于接收光辐射，辐射功率经过吸收层吸收转化为温升，其吸收比是影响辐射计测量结果的重要参量。目前光热吸收结构多使用腔型结构，可以实现光功率的多次吸收，其吸收率达99.98％，但腔体结构复杂，制造工艺繁琐、较难复制，同时辐射计受腔型结构的限制，其体积质量较大，应用于空间中成本较高，且测量周期长。而近年来随着高吸收材料率材料的出现，平面型绝对辐射计得以应用，平面型绝对辐射计的平面吸收体可进行平版印刷，平版印刷成本低，复制或系统修改简单，易于大量生产。
[0004]绝对辐射计的光热吸收器是绝对辐射计的关键组成部分，其将光辐射能转化为温升。该过程中，光热吸收器的吸收比影响光辐射能量转化效率，影响绝对辐射计的功率测量结果。但平面型绝对辐射计受平面型结构限制，即使吸收层采用高吸收率材料，其吸收比仍很难达到腔型绝对辐射计的吸收比。
[0005]目前平面型绝对辐射计平面型光热吸收器的吸收比相比于锥腔型的绝对辐射计吸收率较低，吸收材料的吸收率有限，未被平面吸收层接收的光辐射不能被再次利用，光辐射能的损失率较高，同时在空间环境的使用中材料吸收率存在衰减的问题，

技术实现思路

[0006]鉴于上述问题，本专利技术的目的是提出一种提高平面型辐射计吸收比的反射器及其制备方法。通过将反射器应用于平面型辐射计中的方式，将未被吸收层吸收的光辐射进行多次反射回吸收面以增加平面型辐射计吸收层的光吸收，有利于辐射计得到更高的吸收比，同时减小了辐射功率的能量损失,降低了其吸收率在空间中的衰减。本专利技术能使得平面型辐射计在空间环境下获得低衰减的高吸收比。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用以下具体技术方案：
[0008]本专利技术提供一种反射器，包括：主体和法兰盘；
[0009]主体为中空的复合抛物面结构，主体的上端设置有透光孔，下端设置有吸收孔；
[0010]法兰盘安装在主体的吸收孔处；法兰盘上设置有通孔，反射器通过通孔安装在平面型辐射计的吸收面上；主体用于将吸收面反射出的辐射光再次反射回吸收面，提高辐射光的利用率。
[0011]优选地，主体为复合抛物面。
[0012]优选地，主体的内表面进行抛光处理。
[0013]优选地，主体的内表面进行镀膜处理。
[0014]优选地，法兰盘上还设置有豁口。
[0015]优选地，吸收孔的直径与吸收面的直径相同。
[0016]本专利技术还提供一种反射器的制备方法，包括以下步骤：
[0017]S1、计算反射器的初始模型数据；
[0018]S2、根据初始模型数据建立三维模型；
[0019]S201、通过工程软件进行建模，运用基体旋转的方式建立初始模型；
[0020]S202、通过蒙特卡罗法对初始模型进行光线追迹和优化设计，确定最终三维模型；
[0021]S3、基于三维模型生产成品。
[0022]优选地，步骤S1的计算过程为：
[0023]根据复合抛物面各参量的关系式及反射器最大直接漏光角α的表达式得到：反射器漏光临界角θ
x
随反射器长度l的变化关系；计算漏光临界角θ
x
达到最小值时的反射器长度l，可得到焦距f和最大聚光角θ
max
；
[0024][0025]f＝a(1+sinθ
max
)
[0026]tan(α)＝a/l
[0027]θ
x
＝max[θ
max
,α][0028]其中，r为吸收孔半径，a为透光孔半径。
[0029]优选地，步骤S3包括以下子步骤：
[0030]S301、以铝合金为原材料，制作主体；
[0031]S302、对反射器的内表面进行抛光或镀膜处理，使反射器内表面的反射率达到95％。
[0032]与现有的技术相比，本专利技术通过将反射器应用于平面型辐射计中的方式，将未被吸收层吸收的光辐射进行多次反射回吸收面以增加平面型辐射计吸收层的光吸收，有利于辐射计得到更高的吸收比，同时减小了辐射功率的能量损失,降低了其吸收率在空间中的衰减。本专利技术能使得平面型辐射计在空间环境下获得低衰减的高吸收比。
附图说明
[0033]图1是根据本专利技术实施例提供的反射器结构示意图。
[0034]图2是根据本专利技术实施例提供的反射器的复合抛物面原理图。
[0035]图3是根据本专利技术实施例提供的反射器的应用实例示意图。
[0036]图4是根据本专利技术实施例提供的反射器的仿真示意图。
[0037]图5是根据本专利技术实施例提供的反射器的仿真结果示意图。
[0038]图6是根据本专利技术实施例提供的反射器的制备流程图。
[0039]其中的附图标记包括：主体1、法兰盘2、透光孔3和吸收孔4。
具体实施方式
[0040]在下文中，将参考附图描述本专利技术的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。
[0041]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，而不构成对本专利技术的限制。
[0042]为解决平面型辐射计吸收率低及在空间环境中使用时吸收率衰减严重的问题，提出将反射器应用于平面型绝对辐射计中，并提出反射器的设计方法。在不改变辐射计的平面型光热吸收结构的前提下，既保证了绝对辐射计低时间常数，同时提高了光热吸收器的吸收比，专利技术了一种提高平面型绝对辐射计吸收比的方法—将反射器应用于平面型辐射计中，并提出了反射器的设计方法。
[0043]图1示出了根据本专利技术实施例提供的反射器。
[0044]如图1所示，本专利技术实施例提供的反射器包括：主体1和法兰盘2。
[0045]主体1为中空的复合抛物面结构，主体1的侧面具有弧度，主体1基于复合抛物面设计，内表面进行抛光处理，该主体1用于将吸收层反射出的光再次反射回吸收层，主体1的上端设置有透光孔3，下端设置有吸收孔4；
[0046]透光孔3用于辐射光入射到辐射计的吸收面，其吸收孔4直径与辐射计吸收面直径近似相同，以实现光的反射再吸收。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反射器，其特征在于，包括：主体和法兰盘；所述主体为中空的复合抛物面结构，所述主体的上端设置有透光孔，下端设置有吸收孔；所述法兰盘安装在所述主体的吸收孔处；所述法兰盘上设置有通孔，所述反射器通过所述通孔安装在平面型辐射计的吸收面上；所述主体用于将吸收面反射出的辐射光再次反射回吸收面，提高所述辐射光的利用率。2.根据权利要求1所述的反射器，其特征在于，所述主体为复合抛物面。3.根据权利要求2所述的反射器，其特征在于，所述主体的内表面进行抛光处理。4.根据权利要求2所述的反射器，其特征在于，所述主体的内表面进行镀膜处理。5.根据权利要求3或4所述的反射器，其特征在于，所述法兰盘上还设置有豁口。6.根据权利要求5所述的反射器，其特征在于，所述吸收孔的直径与所述吸收面的直径相同。7.一种如权利要求1
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6任一项所述的反射器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、计算所述反射器的初始模型数据；S2、根据所述初始模型数据建立三维模型；S201、通过工程软件进行建模，运用基体...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶新，赵聪，方伟，王凯，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：