一种用于模拟气象环境的黑体辐射装置

摘要

本发明公开了一种用于模拟气象环境的黑体辐射装置，包括黑体本体、热承单元、若干控温单元以及温度检测单元。其中，黑体本体的外表面呈弧面设置；热承单元呈壳体盖设在黑体本体外侧，热承单元内流通有导热液，以向黑体本体一侧传导基础热量；若干控温单元布置在黑体本体和热承单元之间，任一控温单元的一端与热承单元连接并接收热承单元侧的基础热量，另一端与黑体本体连接设置，并通过控温单元的控温动作向黑体本体一侧输出控温热量；温度检测单元，夹设在控温单元和黑体本体之间，并与控温单元连接，温度检测单元用以检测控温热量。保证温度调节的可控性，从而对有效适应于长波辐射传感器和热成像型大气辐射传感器等的性能评估与校准。

权利要求

1.一种用于模拟气象环境的黑体辐射装置，其特征在于，包括黑体本体(1)，其外表面呈弧面设置；

热承单元(2)，呈壳体盖设在所述黑体本体(1)外侧，所述热承单元(2)内流通有导热液，以向所述黑体本体(1)一侧传导基础热量；

若干控温单元(3)，布置在所述黑体本体和所述热承单元(2)之间，任一所述控温单元(3)的一端与所述热承单元(2)连接并接收所述热承单元(2)侧的所述基础热量，另一端与所述黑体本体(1)连接设置，并通过所述控温单元(3)的控温动作向所述黑体本体(1)一侧输出控温热量；

温度检测单元，夹设在所述控温单元(3)和所述黑体本体(1)之间，并与所述控温单元(3)连接，所述温度检测单元用以检测所述控温热量；

长波检测单元，设置在密封的所述黑体本体(1)的内腔内。

2.根据权利要求1中所述的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，其特征在于，温度检测单元包括：

检测本体(41)，所述检测本体(41)具有与所述控温单元(3)一端连接设置的安装部(411)，以及至少三个朝向所述黑体本体(1)一侧突出设置的支撑部(412)，所述支撑部(412)通过连接结构与所述黑体本体(1)固定设置；

以及检测器(42)，安装在所述检测本体(41)内，用以检测所述控温热量。

3.根据权利要求2中所述的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，其特征在于，所述连接结构包括设置在所述黑体本体(1)内的第一磁吸件(51)以及设置在所述检测本体(41)一侧的第二磁吸件(52)，所述第一磁吸件(51)与所述第二磁吸件(52)吸合固定。

4.根据权利要求3中所述的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，其特征在于，相邻的所述支撑部(412)之间呈圆弧面结构；所述第二磁吸件(52)设置在所述弧面结构内。

5.根据权利要求1‑4中任一项所述的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，其特征在于，所述控温单元(3)为半导体致冷器。

6.根据权利要求5中所述的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，其特征在于，所述黑体本体(1)具有若干弧面片体结构，相邻所述弧面体的边缘拼接固定。

7.根据权利要求1‑4中任一项所述的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，其特征在于，还包括与所述黑体本体(1)连通设置的导气连通单元，所述导气连通单元包括：气体交换器；

至少一个连通口，与所述黑体本体(1)的内腔和所述气体交换器密封连通。

8.根据权利要求1‑4中任一项所述的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，其特征在于，还包括安装限位单元：所述安装限位包括：框体本体(71)，设置在所述热承单元(2)的外周；

限位组件，包括若干限位件；所述限位件安装在所述框体本体(71)上，且所述限位件的一端与所述热承单元(2)抵接固定。

9.根据权利要求1‑3中任一项所述的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，其特征在于，还包括保温单元(8)，所述保温单元(8)盖设在所述热承单元(2)远离所述黑体单元的一侧。

说明书

一种用于模拟气象环境的黑体辐射装置

技术领域

[0001] 本发明涉及气象环境模拟技术领域，具体涉及一种用于模拟气象环境的黑体辐射装置。

背景技术

[0002] 大气长波辐射是地球辐射收支中的重要组成部分之一,利用长波辐射传感器观测大气辐射变化是重要的气象辐射观测活动；黑体辐射装置对长波辐射传感器进行标定、检
验和科学研究的主要试验设备，设计、维护黑体辐射装置具有良好控温均一性和稳定性是
保证大气长波辐射观测数据具有一致性和可追溯性的主要手段之一。研究和试验热成像型
大气辐射传感器需要黑体装置能够模拟天空温度的分层状况及不同云状的温度特性，用以
考察传感器的动态范围、响应时间、图像分辨力和热灵敏度等关键性能参数。

[0003] 目前用于模拟大气长波辐射的黑体辐射装置主要有两种类型：

[0004] 其一，采用形状为球形结构的黑体辐射装置，通过利用流体介质实现低温平衡模拟大气辐射状态，同时，采用自动升降平台以及干燥气体吹扫装置实现防冷凝功能，此外，
在球体表面上使用至多个PRT温度传感器分别测量上半球顶点和中点表征黑体温度，进而
实现对大气长波辐射的模拟；但是，采用上述方式对气象环境模拟时，由于采用球形密封结
构的黑体，其在通过升降平台以及外界气体进行吹扫时，无法在全部球面上获得较为均匀
的温度场，例如，其在实际使用时，单侧半球面的温度均匀性仅可做到±1℃至±2℃。

[0005] 其二，采用弧形开放式的面源黑体装置，并在弧形开放式的面源体上通过加热膜实现恒温控制表面温度。采用上述结构对气象环境进行模拟时，由于，开放式的结构设计，
需要控制黑体结构温度高于外界环境温度，因而容易导致其所模拟的气象环境与真实的气
象环境存在偏差。

[0006] 因此，上述任一种类型的黑体辐射装置均无法满足操作人员模拟真正气象环境的需求，如对云团随机变换或是在温度或是大气环境随天顶角的变化而对辐射带来影响等
等，无法真正满足热成像型大气辐射试验或科学研究。

发明内容

[0007] 因此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的黑体辐射装置均无法满足操作人员模拟真正气象环境的需求，如对云朵随机变换或是在温度或是大气环境随天顶角的
变化而对辐射带来影响等等，无法真正实现大气辐射试验或科学研究的缺陷。

[0008] 为此，本发明提供一种用于模拟气象环境的黑体辐射装置，包括：

[0009] 黑体本体，其外表面呈弧面设置；

[0010] 热承单元，呈壳体盖设在所述黑体本体外侧，所述热承单元内流通有导热液，以向所述黑体本体一侧传导基础热量；

[0011] 若干控温单元，布置在所述黑体本体和所述热承单元之间，任一所述控温单元的一端与所述热承单元连接并接收所述热承单元侧的所述基础热量，另一端与所述黑体本体
连接设置，并通过所述控温单元的控温动作向所述黑体本体一侧输出控温热量；

[0012] 温度检测单元，夹设在所述控温单元和所述黑体本体之间，并与所述控温单元连接，所述温度检测单元用以检测所述控温热量。

[0013] 可选地，上述的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，温度检测单元包括：

[0014] 检测本体，所述检测本体具有与所述控温单元一端连接设置的安装部，以及至少三个朝向所述黑体本体一侧突出设置的支撑部，所述支撑部通过连接结构与所述黑体本体
固定设置；

[0015] 以及检测器，安装在所述检测本体内，用以检测所述控温热量。

[0016] 可选地，上述的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，所述连接结构包括设置在所述黑体本体内的第一磁吸件以及设置在所述检测本体一侧的第二磁吸件，所述第一磁吸件
与所述第二磁吸件吸合固定。

[0017] 可选地，上述的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，相邻的所述支撑部之间呈圆弧面结构；所述第二磁吸件设置在所述弧面结构内。

[0018] 可选地，上述的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，所述控温单元为半导体致冷器。

[0019] 可选地，上述的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，所述黑体本体具有若干弧面片体结构，相邻所述弧面体的边缘拼接固定。

[0020] 可选地，上述的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，还包括与所述黑体本体连通设置的导气连通单元，所述导气连通单元包括：

[0021] 气体交换器；

[0022] 至少一个连通口，与所述黑体本体的内腔和所述气体交换器密封连通。

[0023] 可选地，上述的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，还包括长波检测单元，设置在密封的所述黑体本体的内腔内。

[0024] 可选地，上述的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，还包括安装限位单元：所述安装限位包括：

[0025] 框体本体，设置在所述热承单元的外周；

[0026] 限位组件，包括若干限位件；所述限位件安装在所述框体本体上，且所述限位件的一端与所述热承单元抵接固定。

[0027] 可选地，上述的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，还包括保温单元，所述保温单元盖设在所述热承单元远离所述黑体单元的一侧。

[0028] 本发明提供的技术方案，具有如下优点：

[0029] 1.本发明提供的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，包括黑体本体、热承单元、若干控温单元以及温度检测单元。其中，黑体本体的外表面呈弧面设置；热承单元呈壳体盖设
在所述黑体本体外侧，所述热承单元内流通有导热液，以向所述黑体本体一侧传导基础热
量；若干控温单元布置在所述黑体本体和所述热承单元之间，任一所述控温单元的一端与
所述热承单元连接并接收所述热承单元侧的所述基础热量，另一端与所述黑体本体连接设
置，并通过所述控温单元的控温动作向所述黑体本体一侧输出控温热量；温度检测单元，夹
设在所述控温单元和所述黑体本体之间，并与所述控温单元连接，所述温度检测单元用以
检测所述控温热量。

[0030] 此结构的黑体辐射装置，黑体表面呈弧面设置，从而对天体的弧面形状进行，温度检测单元贴近黑体本体一侧设置模拟，进一步提高模拟的准确性；热承单元的设置在黑体
本体外侧，从而向黑体本体一侧传导热量，保证黑体本体处于弧面上的任一位置的温度均
与热承单元的温度等同，确保温度的均匀性，而在热承单元上设置的控温单元，通过温度进
行可控的调节，例如，控温热量为基于基础热量而设定温差，进而确定的温度，基于此，可以
有效黑体本体一侧的接收到的控温热量进行控制，此外，上述的温控调节属于二级调节，使
得对于黑体本体一侧温度调节可控范围更大，保证黑体本体一侧的环境感知高效性和高精
度，有助于基于具体使用需求对不同真实环境下大气长波辐射分布模式进行模拟；例如，通
过控温单元可以分别对天顶角大小不同对实际大气环境温度不一进行模拟；以及对不同云
形状变化形式，对地表接收的大气辐不同射进行模拟；从而保证温度调节的可控性，从而对
有效适应于长波辐射传感器和热成像型大气辐射传感器等的性能评估与校准。

[0031] 2.本发明提供的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，温度检测单元包括：检测本体，所述检测本体具有与所述控温单元一端连接设置的安装部，以及至少三个朝向所述黑
体本体一侧突出设置的支撑部，所述支撑部通过连接结构与所述黑体本体固定设置；以及
检测器，安装在所述检测本体内，用以检测所述控温热量。

[0032] 此结构的黑体辐射装置，安装部保证对控温单元进行安装，支撑部支撑在黑体本体上，检测器对控温单元一侧输出的控温热量进行检测，进而实现对黑体辐射装置的有效
控温。

[0033] 3.本发明提供的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，所述连接结构包括设置在所述黑体本体内的第一磁吸件以及设置在所述检测本体一侧的第二磁吸件，所述第一磁吸件
与所述第二磁吸件吸合固定。

[0034] 此结构的黑体辐射装置，通过第一磁吸件和第二磁吸件的配合设置，实现温度检测单元与黑体本体之间的无隙连接，进一步增加了热传导效率，降低了安装调节的复杂度。

[0035] 4.本发明提供的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，相邻的所述支撑部之间呈圆弧面结构；所述第二磁吸件设置在所述弧面结构内。

[0036] 由于在温度传导过程中，边缘处的温度通常传导较快而非边缘处温度传导较慢，因此，利用弧面结构由于在传导温度过程中，支撑部与安装部距离较长的特点，保证检测本
体的整体导热均衡，提高温度检测单元内的检测器检测温度的准确性。

[0037] 5.本发明提供的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，所述控温单元为半导体致冷器。其基于塞贝克效应的电子制冷器件，使用专用控制器在冷端配合检测器的设置，从而恒
定受控端在预设温度，具有快速变温和精确控温的特点。由于半导体制冷器的工作原理是
基于热端温度控制温差，所以其冷端温度可以下探到超低温区。使用半导体致冷器控温，相
比于现有的球形腔式黑体辐射装置具有高效和高精度的特点；使用阵列式半导体致冷器与
检测器布置，大幅提高了半球黑体本体面源结构的控温均一性，拓展了模拟表征长波辐射
的温度分布多样性。

附图说明

[0038] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的
附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前
提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0039] 图1为实施例1中所提供的黑体辐射装置的结构示意图；

[0040] 图2为实施例1中所提供的黑体辐射装置中的局部结构示意图；

[0041] 图3为实施例1中所提供的热承单元的结构示意图；

[0042] 图4为实施例1中CAN总线中的TEC控制器节点组成示意图；

[0043] 图5为实施例1中所提供的CAN总线工作流程框图；

[0044] 附图标记说明：

[0045] 1‑黑体本体；

[0046] 2‑热承单元；21‑导热液进口；22‑导热液出口；23‑穿线通孔；

[0047] 3‑控温单元；

[0048] 41‑检测本体；411‑安装部；412‑支撑部；42‑检测器；

[0049] 51‑第一磁吸件；52‑第二磁吸件；

[0050] 61‑导气进口；62‑导气出口；

[0051] 71‑框体本体；72‑第一限位件；73‑第二限位件；

[0052] 8‑保温单元；

[0053] 9‑支撑板；

具体实施方式

[0054] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术
人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0055] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了
便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、
以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、
“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0056] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可
以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本
发明中的具体含义。

[0057] 此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

[0058] 实施例1

[0059] 本实施例提供一种用于模拟气象环境的黑体辐射装置，如图1和图2所示，包括：黑体本体1、热承单元2、若干控温单元3以及温度检测单元。其中，黑体本体1的外表面呈弧面
设置；热承单元2呈壳体盖设在黑体本体1外侧，热承单元2内流通有导热液，以向黑体本体1
一侧传导基础热量；控温单元3布置在黑体本体和热承单元2之间，任一控温单元3的一端与
热承单元2连接并接收热承单元2侧的基础热量，另一端与黑体本体1连接设置，并通过控温
单元3的控温动作向黑体本体1一侧输出控温热量；温度检测单元夹设在控温单元3和黑体
本体1之间，并与控温单元3连接，温度检测单元用以检测控温热量。

[0060] 在本实施例中，黑体本体1以铝为基底，其内侧均匀涂覆高发射率黑漆。黑体本体1呈半球结构设置；黑体本体1具有若干弧面片体结构，相邻弧面体的边缘拼接固定。例如，黑
体本体1由两个四分之一球面拼接而成。当然，在其他可选的实施方式中，黑体本体1沿其球
心的截面角度为150度。使用微弧型设计的黑体本体1在满足充满传感器视场，无论在150°
还是在180°的条件下；相比球形腔式黑体装置更容易获得均匀温度场，通常在90％的视场
内温度均匀性可达±0.5℃。

[0061] 上述的热承为单元具体为盖设在黑体表面的弧面体结构，例如在本实施例中为两个四分之一的球面体结构球面上设有若干穿线通孔23，用于穿设下设的控温单元3以及温
度检测单元的检测器42(下文提及)的连通导线。例如，热承单元2具有导热液进口21和导热
液出口22，导热液由导热液进口21流入并由导热液出口22流出，热承内流动的为硅油，硅油
具有凝点一般小于－50℃，甚至高于－70℃，适于在低温下长期贮存；保证导热油的流动
性，适于模拟低温环境的一级制冷。

[0062] 本实施例提供的黑体辐射装置，控温单元3为半导体致冷器(Thermo Electric Cooler；TEC)。其基于塞贝克效应的电子制冷器件，使用专用控制器在冷端配合检测器42的
设置，从而恒定受控端在预设温度，具有快速变温和精确控温的特点。由于半导体制冷器的
工作原理是基于热端温度控制温差，所以其冷端温度可以下探到超低温区。使用半导体致
冷器控温，相比于现有的球形腔式黑体辐射装置具有高效和高精度的特点；使用阵列式半
导体致冷器与检测器42布置，大幅提高了半球黑体本体1面源结构的控温均一性，拓展了模
拟表征长波辐射的温度分布多样性。

[0063] 本实施例中，温度检测单元包括：检测本体41以及检测器42。其中，检测本体41具有与控温单元3一端连接设置的安装部411，以及至少三个朝向黑体本体1一侧突出设置的
支撑部412，支撑部412通过连接结构与黑体本体1固定设置；检测器42安装在检测本体41
内，用以检测控温热量。本实施例中，相邻的支撑部412之间呈圆弧面结构；第二磁吸件52设
置在弧面结构内。例如，检测器42为高精度的热敏电阻封装，实现测温功能。由于在温度传
导过程中，边缘处的温度通常传导较快而非边缘处温度传导较慢，因此，利用弧面结构由于
在传导温度过程中，支撑部412与安装部411距离较长的特点，保证检测本体41的整体导热
均衡，提高温度检测单元内的检测器42检测温度的准确性。

[0064] 上述的连接结构包括设置在黑体本体1内的第一磁吸件51以及设置在检测本体41一侧的第二磁吸件52，第一磁吸件51与第二磁吸件52吸合固定。例如，第一磁吸件51和第二
磁吸件52可以为磁性相反的铷磁铁，用以提供附着力，当在热承单元2压接时通过支撑部
412与黑体本体1的外表面的曲面间的连接，铷磁铁的吸合始终提供相对滑动的微调间隙，
保证后续压接热承单元2的稳定性，进一步提高后续检测模拟的可靠性。

[0065] 本实施例中的黑体辐射装置，其还包括与黑体本体1连通设置的导气连通单元，导气连通单元包括：气体交换器和连通口，与黑体本体1的内腔和气体交换器密封连通。具体
来说，连通口包括导气进口61和导气出口62，例如，气体交换器内通入真空环境或充放指定
成分的气体；黑体本体1的内腔中心设有长波长安单元，具体为长波传感器，其检测口伸入
内腔的中心，用于置入长波传感器的光学探测面。例如，在本实施例中，呈半球体外壳的黑
体本体1嵌设在呈圆形的支撑板9的卡槽上，并密封卡接在卡槽内。

[0066] 在实施例中，使用1683片10mm*10mm*2mm规格的半导体制冷器按同心圆的布置发放时，将每个半导体制冷器的冷端布置在半径200mm的黑体本体1半球上，当然，半导体制冷
器与黑体本体1之间设有平均每一个半导体制冷器占据11mm*11mm的投影面积，对应立体角
为0.003025平方度，同时在冷端承接处内嵌高精度热敏电阻测温，共计1683只；工作过程中
先通过使热承单元2降温至‑20℃，再驱动控温单元3进一步控温，使得冷端温度恒定在10℃
至‑60℃多种温度预设点。

[0067] 本实施例提供的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，其还包括安装限位单元：安装限位包括：框体本体71、第一限位件72和第二限位件73。其中，框体本体71设置在热承单
元2的外周；限位组件包括第一限位件72和第二限位件73；限位件安装在框体本体71上，且
限位件的一端与热承单元2抵接固定。例如，第一限位件72用来固定黑体本体1的半球的顶
部位置，第二限位件73用来固定黑体本体1的半球的边缘处位置。例如第一限位件72为第二
限位件73为限位螺钉。

[0068] 本实施例提供的用于模拟气象环境的黑体辐射装置，还包括保温单元8，保温单元8盖设在热承单元2远离黑体单元的一侧。例如，保温单元8的材料为聚氨酯海绵，当然也可
以选用其他材质的保温材料，只要对热承单元2进行保温即可。

[0069] 如图4所示，载有过程控制与数据收发、显示软件的工作站通过CAN与37路CAN子总线的中继处理器相连构成总线，通过总线地址编码分配总线节点ID，实现节点的唯一编码
与点对点通信；各路子CAN总线根据表1所示分配链接各节点，并使用在水平面投影的极坐
标(r,θ)表征各节点子地址，TEC节点以极坐标(25,0)为节点1，以极坐标(0,0)为节点1683，
按逆时针方向顺序编码，过零层数减1。

[0070] 表1 1683个TEC节点子总线分配表

[0071]子总线序号 TEC节点范围 子总线序号 TEC节点范围
1 1‑52 20 930‑972
2 53‑104 21 973‑1013
3 105‑156 22 1014‑1054
4 157‑208 23 1055‑1093
5 209‑259 24 1094‑1132
6 260‑310 25 1133‑1169
7 311‑361 26 1170‑1206
8 362‑401 27 1207‑1243
9 402‑451 28 1244‑1278
10 452‑501 29 1279‑1312
11 502‑550 30 1313‑1345
12 551‑599 31 1346‑1405
13 600‑647 32 1406‑1454
14 648‑695 33 1455‑1503
15 696‑741 34 1504‑1546
16 742‑787 35 1547‑1584
17 798‑842 36 1585‑1642
18 843‑886 37 1643‑1683
19 887‑929    

[0072] 如图5所示为CAN总线工作流程原理。工作站运行控温测试软件，按控温程序或用户命令整理命令参数，根据指定发送对象编码地址；中继器分两路CAN收发器工作，其中总
线收发器用于与工作站通信，解析识别中继所在子CAN总线的地址并向后传递消息；中继的
子CAN总线收发器用于同每个子总线的TEC节点通信、传递总线消息和收集转发节点的上传
信息；TEC控制器的CAN收发器用于解析中继续传递过来的节点地址，并向中央处理单元传
递命令和参数值，最终实现对TEC模块的控温、变温和启闭功能。

[0073] 工作站主要由高性能多核处理器、高性能内存、大容量硬盘、CAN总线采集卡、多屏显示器与图形显示子系统、操作系统和控温测试软件组成。高性能多核处理器对各类数据
进行高速处理、转移和存储操作；高性能内存用作处理器的数据缓存池，提升系统数据并发
处理能力，提高数据转图形显示的速率；大容量硬盘用于控温软件记录过程数据、处理数据
和记忆软件运行参数；CAN总线采集卡与外设CAN总线进行通讯，实现控温测试软件与TEC控
制器节点的控制命令发送与数据交互功能；多屏显示器与图像显示子系统用于显示控温测
试软件的人机交互界面、过程数据、控制台与控制参数、测试数据以及数据图形等工作内
容；操作系统用于支撑控温测试软件的运行，实现人机交互功能；控温测试软件为用户执行
程序，通过CAN通讯采集卡、中继处理器和TEC控制器控制阵列式半球黑体各节点温度，接收
被测仪表数据，按用户指令与测试流程完成测过程，记录、显示、存储并输出最终结果。

[0074] 中继处理器由嵌入式控制处理器，两路CAN总线收发器和Flash存储器组成。其中两路CAN总线收发器一路链接CAN总线，另一路链接子CAN总线；嵌入式控制处理器用于收取
CAN总线数据流，检索数据流中所在子总线地址，匹配成功则向子总线进行转发，同时收集
子总线的反馈数据并向总线转发；Flash存储器用于处理子总线多节点并发数据流的缓存、
出入栈和过程数据的掉电记忆功能。

[0075] TEC节点由TEC控制器、热敏电阻和TEC器件组成。TEC控制器由嵌入式处理器、CAN总线收发器、测温电路、H桥驱动控制电路和电压电流检测电路组成，嵌入式处理器产生PWM
信号驱动H桥驱动控制电路，H桥驱动控制电路驱动TEC器件工作在制冷和制热的交变状态，
电压电流检测电路用于监控驱动电路的状态并返回数值辅助实现温度的PID控制；热敏电
阻位于温度探测端获取TEC器件的冷端温度，测温电路测量热敏电阻的阻值并传送给嵌入
式处理器，嵌入式处理器将电信号转换成温度信号，根据温度变化调节PWM信号，通过PID控
制方式在指定的温度点实现恒温；CAN总线收发器用于嵌入式处理器与子CAN总线通讯，最
终与客户端实现温度及其他数据参数的上传和客户端指令的下载。

[0076] 本实施例提供的黑体辐射装置，黑体表面呈弧面设置，从而对天体的弧面形状进行，温度检测单元贴近黑体本体1一侧设置模拟，进一步提高模拟的准确性；热承单元2的设
置在黑体本体1外侧，从而向黑体本体1一侧传导热量，保证黑体本体1处于弧面上的任一位
置的温度均与热承单元2的温度等同，确保温度的均匀性，而在热承单元2上设置的控温单
元3，通过温度进行可控的调节，例如，控温热量为基于基础热量而设定温差，进而确定的温
度，基于此，可以有效黑体本体1一侧的接收到的控温热量进行控制，此外，上述的温控调节
属于二级调节，使得对于黑体本体1一侧温度调节可控范围更大，保证黑体本体1一侧的环
境感知高效性和高精度，有助于基于具体使用需求对不同真实环境下大气长波辐射分布模
式进行模拟；例如，通过控温单元3可以分别对天顶角大小不同对实际大气环境温度不一进
行模拟；以及对不同云形状变化形式，对地表接收的大气辐不同射进行模拟；从而保证温度
调节的可控性，从而对有效适应于长波辐射传感器和热成像型大气辐射传感器等的性能评
估与校准。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。
对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化
或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化
或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。