一種基于可變溫黑體的星上定標(biāo)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種基于可變溫黑體的星上定標(biāo)裝置，用于對(duì)星載紅外相機(jī)進(jìn)行星上輻射定標(biāo)。低溫黑體采用半導(dǎo)體制冷器進(jìn)行制冷，半導(dǎo)體制冷器產(chǎn)生的熱量通過(guò)低慣量、動(dòng)平衡扇形擺臂的輻射散掉；高溫黑體采用電加熱器加熱。高溫和低溫黑體的溫度可在一定溫度范圍內(nèi)調(diào)整，可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定。需要對(duì)紅外相機(jī)進(jìn)行星上輻射定標(biāo)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)扇形擺臂依次將高溫和低溫黑體切入光路，定標(biāo)結(jié)束后移出。該星上定標(biāo)裝置采用半導(dǎo)體制冷的低溫黑體，擴(kuò)大了定標(biāo)溫度范圍。高溫和低溫黑體的溫度可變，使得可根據(jù)觀測(cè)景物的溫度范圍來(lái)設(shè)定合適的高溫和低溫黑體溫度，從而提高定標(biāo)精度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種基于可變溫黑體的星上定標(biāo)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于衛(wèi)星光學(xué)遙感器【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于可變溫黑體的星上定標(biāo) 裝置，用于對(duì)星載紅外相機(jī)進(jìn)行星上輻射定標(biāo)。

【背景技術(shù)】
[0002] 星載紅外相機(jī)發(fā)射入軌后，受空間環(huán)境及本身老化等因素的影響，其性能會(huì)發(fā)生 變化；此外，星載紅外相機(jī)各探測(cè)元的響應(yīng)非均勻性及隨時(shí)間的變化會(huì)影響成像質(zhì)量。如不 進(jìn)行在軌輻射定標(biāo)，則會(huì)影響圖像應(yīng)用。在軌定標(biāo)方法很多，包括交叉定標(biāo)、替代定標(biāo)以及 采用相機(jī)攜帶的定標(biāo)裝置進(jìn)行的星上定標(biāo)等，每種定標(biāo)方法都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性。對(duì)于口 徑較大的紅外相機(jī)，通常采用置于相機(jī)內(nèi)的黑體作為輻射源對(duì)其進(jìn)行星上輻射定標(biāo)。
[0003] 美國(guó)Landsat-7衛(wèi)星上的ETM+熱紅外譜段的星上定標(biāo)采用高溫黑體和常溫黑體， 其中高溫黑體可設(shè)置3個(gè)溫度點(diǎn)（30°C，37°C，46°C )，常溫黑體的溫度為其所處的環(huán)境溫 度；美國(guó)多光譜熱成像儀（MTI)熱紅外譜段的星上定標(biāo)采用高溫黑體和常溫黑體，高溫黑 體溫度為360K，常溫黑體溫度為280K ;中國(guó)"資源一號(hào)"衛(wèi)星03星和04星上的紅外相機(jī)熱 紅外譜段的星上定標(biāo)采用高溫黑體和常溫黑體，其中高溫黑體溫度為42°C和67°C，常溫黑 體的溫度為其所處的相機(jī)環(huán)境溫度。從國(guó)內(nèi)外類(lèi)似載荷來(lái)看，目前星載紅外相機(jī)采用的星 上定標(biāo)高低溫黑體通常設(shè)定在固定溫度點(diǎn)，局限了其可標(biāo)定的溫度范圍，導(dǎo)致輻射定標(biāo)精 度偏低，難以滿足用戶對(duì)遙感數(shù)據(jù)日益嚴(yán)格的定量化使用要求。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種基于可變溫黑 體的星上定標(biāo)裝置，可根據(jù)觀測(cè)景物的溫度范圍來(lái)設(shè)定合適的高溫和低溫黑體溫度，從而 提1?定標(biāo)精度。
[0005] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種基于可變溫黑體的星上定標(biāo)裝置，包括高溫黑體、 低溫黑體、步進(jìn)電機(jī)、擺動(dòng)安裝板、支架和控溫電路；高溫黑體、低溫黑體均固定安裝在擺動(dòng) 安裝板上；步進(jìn)電機(jī)安裝在支架上，擺動(dòng)安裝板與步進(jìn)電機(jī)配合安裝；擺動(dòng)安裝板通過(guò)步 進(jìn)電機(jī)將高溫黑體和低溫黑體切進(jìn)或切出相機(jī)光路；控溫電路用于對(duì)高溫黑體和低溫黑體 進(jìn)行加熱控溫；
[0006] 所述的高溫黑體由高導(dǎo)熱率材質(zhì)制成，且表面經(jīng)過(guò)黑色陽(yáng)極化處理；高溫黑體的 光束入射面呈"V"槽型，光束出射面導(dǎo)熱安裝電加熱器；高溫黑體內(nèi)部安裝有測(cè)溫?zé)崦綦?阻；
[0007] 所述的低溫黑體由高導(dǎo)熱率材質(zhì)制成，且表面經(jīng)過(guò)黑色陽(yáng)極化處理；低溫黑體的 光束入射面呈"V"槽型，光束出射面導(dǎo)熱安裝半導(dǎo)體制冷器，低溫黑體內(nèi)部安裝有測(cè)溫?zé)崦?電阻。
[0008] 所述的擺動(dòng)安裝板采用高導(dǎo)熱率材質(zhì)制成。
[0009] 支架采用鈦合金材質(zhì)，且表面經(jīng)過(guò)黑色陽(yáng)極化處理。
[0010] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0011] 本實(shí)用新型一方面在一塊安裝板上安裝高溫黑體和低溫黑體，控溫及測(cè)溫措施均 直接實(shí)施在黑體上，結(jié)構(gòu)布局緊湊，可以明顯減小星上定標(biāo)裝置的外型及重量，滿足星載紅 外相機(jī)小型化、輕量化的需求；另一方面可根據(jù)定標(biāo)需求，通過(guò)電加熱器和半導(dǎo)體制冷器分 別對(duì)黑體加熱和致冷實(shí)現(xiàn)大溫度范圍的調(diào)節(jié)，使定標(biāo)黑體的溫度點(diǎn)可調(diào)，從而為星載紅外 相機(jī)提供更佳的輻射定標(biāo)精度。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1為基于可變溫高溫和低溫黑體的星上定標(biāo)裝置示意圖；
[0013] 圖2為商溫黑體切入光路位直不意圖；
[0014] 圖3為低溫黑體切入光路位直不意圖；
[0015] 圖4為高溫黑體組成示意圖；
[0016] 圖5為低溫黑體組成示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 本實(shí)用新型一種基于可變溫黑體的星上定標(biāo)裝置，該星上定標(biāo)裝置包括低溫黑體 組件、高溫黑體組件、擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、支撐機(jī)構(gòu)。
[0018] 低溫黑體組件包括低溫黑體1、半導(dǎo)體制冷器8和測(cè)溫?zé)崦綦娮?,高溫黑體組件 包括高溫黑體2、電加熱器6和測(cè)溫?zé)崦綦娮? :低溫黑體1和高溫黑體2通過(guò)緊固件固定 在擺動(dòng)機(jī)構(gòu)上；高溫黑體1和低溫黑體2均采用導(dǎo)熱性能好的鋁合金，表面黑色陽(yáng)極化處 理，處理后發(fā)射率優(yōu)于0. 97 ;高溫黑體1的光束入射面呈"V"槽型，光束出射面導(dǎo)熱安裝電 加熱器6 ;低溫黑體2的光束入射面呈"V"槽型，光束出射面導(dǎo)熱安裝半導(dǎo)體制冷器8。半 導(dǎo)體制冷器7與低溫黑體1、擺動(dòng)機(jī)構(gòu)接觸面之間涂有導(dǎo)熱硅膠，電加熱器6與高溫黑體2 之間涂有導(dǎo)熱硅膠，以提升半導(dǎo)體制冷器8與低溫黑體1以及擺動(dòng)機(jī)構(gòu)之間、電加熱器6與 高溫黑體2之間的熱傳導(dǎo)；高溫黑體1和低溫黑體2側(cè)邊開(kāi)有兩孔，孔內(nèi)各安裝一支測(cè)溫?zé)?敏電阻7,以對(duì)高溫黑體1和低溫黑體2進(jìn)行測(cè)溫。
[0019] 擺動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由步進(jìn)電機(jī)3和擺動(dòng)安裝板4組成：步進(jìn)電機(jī)3采用標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)產(chǎn)品； 擺動(dòng)安裝板4為扇形，并采用導(dǎo)熱性能好的鋁合金制成，表面黑色陽(yáng)極化處理，處理后發(fā)射 率優(yōu)于〇. 85 ;擺動(dòng)安裝板4考慮低溫黑體組件、高溫黑體組件并配合相應(yīng)配重塊實(shí)現(xiàn)低慣 量、動(dòng)平衡設(shè)計(jì)；擺動(dòng)安裝板4與步進(jìn)電機(jī)3配合安裝。在星載紅外相機(jī)對(duì)目標(biāo)成像時(shí)，擺 動(dòng)安裝板4將高溫黑體1和低溫黑體2切換置于相機(jī)光路外；當(dāng)進(jìn)行星上輻射定標(biāo)時(shí)，控溫 電路分別將高溫黑體1和低溫黑體2控制到預(yù)設(shè)溫度，步進(jìn)電機(jī)3驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)安裝板4依次 將商溫黑體1和低溫黑體2切入光路，完成星上福射定標(biāo)后移出光路。
[0020] 支撐機(jī)構(gòu)主要由支架5組成，支架5采用比剛度高的鈦合金，支架5表面黑色陽(yáng)極 化處理。步進(jìn)電機(jī)3安裝在支架5上。
[0021] 本實(shí)用新型已在多個(gè)星載紅外相機(jī)預(yù)研、在研及發(fā)射型號(hào)上使用。
[0022] 本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于可變溫黑體的星上定標(biāo)裝置，其特征在于：包括高溫黑體（1)、低溫黑體 (2)、步進(jìn)電機(jī)（3)、擺動(dòng)安裝板（4)、支架（5)和控溫電路；高溫黑體（1)、低溫黑體（2)均 固定安裝在擺動(dòng)安裝板（4)上；步進(jìn)電機(jī)（3)安裝在支架（5)上，擺動(dòng)安裝板（4)與步進(jìn)電 機(jī)（3)配合安裝；擺動(dòng)安裝板⑷通過(guò)步進(jìn)電機(jī)（3)將高溫黑體⑴和低溫黑體⑵切進(jìn) 或切出相機(jī)光路；控溫電路用于對(duì)高溫黑體（1)和低溫黑體（2)進(jìn)行加熱控溫； 所述的高溫黑體（1)由高導(dǎo)熱率材質(zhì)制成，且表面經(jīng)過(guò)黑色陽(yáng)極化處理；高溫黑體（1) 的光束入射面呈"V"槽型，光束出射面導(dǎo)熱安裝電加熱器（6);高溫黑體（1)內(nèi)部安裝有測(cè) 溫?zé)崦綦娮瑁?); 所述的低溫黑體（2)由高導(dǎo)熱率材質(zhì)制成，且表面經(jīng)過(guò)黑色陽(yáng)極化處理；低溫黑體（2) 的光束入射面呈"V"槽型，光束出射面導(dǎo)熱安裝半導(dǎo)體制冷器（8)，低溫黑體（2)內(nèi)部安裝 有測(cè)溫?zé)崦綦娮瑁?)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于可變溫黑體的星上定標(biāo)裝置，其特征在于：所述的 擺動(dòng)安裝板（4)采用高導(dǎo)熱率材質(zhì)制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于可變溫黑體的星上定標(biāo)裝置，其特征在于：支架（5) 采用鈦合金材質(zhì)，且表面經(jīng)過(guò)黑色陽(yáng)極化處理。
【文檔編號(hào)】G01S7/497GK203870248SQ201420276887
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】馬文坡, 聶云松, 張正慧, 朱博韜, 閆秀榮 申請(qǐng)人:北京空間機(jī)電研究所