一种红外辐射特征调整装置

技术领域

本发明涉及一种红外辐射特征调整装置，具体来说是一种用于遮蔽目标表面从而快速改变目标红外辐射特征的装置。

技术背景

自然界中的一切物体，只要它的温度高于绝对温度(-273.15℃)就存在分子和原子无规则的运动，其表面就可以不断地辐射红外线。红外线是一种人眼不可见的电磁波，它的波长范围为760nm~1mm。红外成像设备就是探测这种物体表面辐射的不为人眼所见的红外线的设备。它反映物体表面的红外辐射场，即温度场。不同种类的物体发射出的红外光波段是有其特定波段的，该波段的红外光处在可见光波段之外。因此人们可以利用这种特定波段的红外光来实现对物体目标的探测与跟踪。将不可见的红外辐射光探测出并将其转换为可测量的信号的技术，就是红外探测技术。

红外特征分析技术研究中，通过改进热结构设计等技术手段，对目标进行主动加热或冷却，可以人为调整目标的红外辐射特性，减小红外探测系统对目标的作用距离，从而降低目标被探测的概率。该类技术在红外防御领域有着广阔的应用前景，但是现阶段的红外辐射特征调整装置，红外特征面和散热面一般采用铝合金材质或铜材，装置热容较大，局部受热时受热部位与远端区域温差大，红外特征面工作时存在均温性差、温度平衡时间长等不足，实际应用效果不理想。

发明内容

为了克服现有技术中红外辐射特征调整装置均温性差、温度调整平衡时间长等不足，本发明提供一种基于TEC热源和均热板导热材料的控温装置，在均热板上安置TEC热源，通过控制TEC热源对均热板进行加热或制冷，实现对装置表面红外辐射特征的精密控制。

红外特征层和散热层均采用均热板结构，其外观上为一平面板状物，其工作原理与热管类似，由密闭容器、毛细结构和工作流体组成，外壳采用热导率较高的材料，具有导热性高、均温性好、热流方向可逆等优点。其工作过程包括了传导、蒸发、对流、冷凝四个主要步骤。热由外部高温区经由热传导进入板内，接近点热源周遭的工质会迅速地吸收热量气化成蒸气，带走大量的热能。再利用蒸气的潜热性，当板内蒸汽由高压区扩散到低压区(亦即低温区)，蒸气接触到温度较低的内壁时，蒸气会迅速地凝结成液体并放出热能。凝结的液体靠微结构的毛细作用流回热源点，完成一个热传循环，形成一个气液两相并存的双相循环系统。均热板的导热性能十分高效，可以实现目标表面温度的快速平衡。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种红外辐射特征调整装置，包括散热层、红外特征层、中间热源层、电源接线端子和控制系统。散热层和红外特征层均采用均热板结构，可实现快速热传导和热平衡。中间热源层采用TEC片，由控制系统提供电源，通过电源接线端子与TEC片相连接，控制TEC片动态加热或制冷，实现对TEC热源、继而对红外特征层表面的精密控温，红外特征层和TEC片上下紧密贴合，实现红外特征层的快速导热和其表面温度的快速平衡。散热层做为中间热源层和红外特征层的安装基座，将整个系统热量快速导出至外表面散发，保障整个系统在设计温区持续正常工作。

上述的红外辐射特征调整装置，其散热层正面设置限位凹槽和限位螺孔，其背面为纯平面结构，将系统工作时产生的热量快速导出至背面散发，保障系统在设计温区持续正常工作。

上述的红外辐射特征调整装置，其中间热源层TEC片安置在散热层正面的限位凹槽内。

上述的红外辐射特征调整装置，其红外特征层贴压在中间热源层之上，红外特征层上设有限位通孔，与限位螺孔对应，使用螺钉连接，使散热层、中间热源层和红外特征层三者之间紧密贴压、限位固定、耦合为一体，形成红外辐射特征调整装置主体。

上述红外辐射特征调整装置的控制系统提供人机交互接口用于设置红外特征层表面的目标温度，提供控制电路为热源层TEC片供电，并根据红外特征层表面目标温度控制TEC片加热或制冷，TEC片继而对红外特征层表面进行加热或制冷，其均热板内部介质相变使红外特征层表面实现快速热传导和热平衡，大幅减少其均温时间。

本发明的有益效果是：红外辐射特征调整装置通过控制中间热源层的TEC片对装置红外特征层表面进行加热或制冷，利用均热板快速导热特性消除了传统红外辐射特征调整装置红外特征层表面不同位置温差大、温度平衡时间长的缺陷，实现红外特征层表面整体的快速均温。应用该装置遮蔽目标表面，可快速改变目标的红外辐射特征。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明装置剖示图。

图2为本发明装置整体外观示意图。

图中符号说明： 1.散热层，2.红外特征层，3.中间热源层，4.限位凹槽，5.螺钉，6.橡胶垫圈，7.限位通孔，8.限位螺孔，9.螺钉垫片，10.电源接线端子，11.控制系统。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

如图1、图2所示，本发明涉及的红外辐射特征调整装置主要包括散热层1，红外特征层2，中间热源层3，限位凹槽4，螺钉5，橡胶垫圈6，限位通孔7，限位螺孔8，螺钉垫片9，电源接线端子10，控制系统11。

红外特征层2与散热层1均采用均热板结构，中间热源层3采用TEC片。

散热层1正面设置限位凹槽4和限位螺孔8，其背面为纯平面结构，将系统工作时产生的热量快速导出至外表面散发，保障系统在设计温区持续正常工作。

中间热源层3安置在散热层1的限位凹槽4内。

红外特征层2贴压在中间热源层3之上，其上设有限位通孔7，与散热层1的限位螺孔8对应，使用螺钉5连接，使散热层1、中间热源层3和红外特征层2三者之间紧密贴合、限位固定、耦合为一体，形成红外辐射特征调整装置主体。

在螺钉5顶面覆盖螺钉垫片9，使其与红外特征层高度保持齐平，螺钉5顶面与螺钉垫片9之间采用导热胶粘结。

在红外特征层2表面涂专用油漆，可提高红外特征层表面材料反射率，优化红外辐射特征调整效果。

控制系统11的人机交互接口用于设置红外特征层2表面的目标温度，控制系统11的控制电路通过电源接线端子10为中间热源层3的TEC片供电（DC12V），并根据红外特征层2目标温度控制中间热源层3的TEC片加热或制冷，中间热源层3的TEC片继而对红外特征层2进行加热或制冷，其均热板内部介质相变使红外特征层2表面实现快速热传导和热平衡，实现快速均温。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。