黑体辐射源研究综述

本文系统地介绍了黑体辐射源研究,其中包括黑体空腔设计与空腔有效发射率计算;辐射源设计与研究;实用黑体辐射源评估.     

测量距离影响辐射温度计检定结果的实验研究

针对测量距离对辐射温度计检定结果的影响进行了实验研究，给出了几种所选择的常用的辐射温度计的实验数据和分析图表。确定了辐射温度计的最佳测量距离是在离开黑体辐射源靶面0.3~0.5 m范围内。     

黑体辐射源研究综述

本文系统地介绍了黑体辐射源研究,其中包括：黑体空腔设计与空腔有效发射率计算,辐射源设计与研究,实用黑体辐射源评估。     

采用统计方法减小黑体辐射源比较分度噪声等效温差

分析了黑体辐射源比较测量过程的特点,采用消除辐射温度计线性漂移的比较测量方法,抑制辐射温度计输出非线性漂移和随机噪声影响统计平均处理方法,减小辐射温度计的噪声等效温差.使用不同的统计平均数量,得到相应测量条件下黑体辐射源比较分度的测量水平.测量结果中噪声等效温差可以优于0.01℃.统计处理方法不仅可以应用在黑体辐射源比较分度中,而且可以扩展应用在与黑体辐射源比较分度类似比较测量过程.     

氟利昂热管黑体辐射源性能实验研究

为了满足机场、车站等红外筛检仪器辐射温度现场校准的要求,文章介绍了一种氟利昂热管黑体辐射源。黑体辐射源空腔形状为圆柱-圆锥形,空腔长100 mm,锥角为120腔,法向平均有效发射率计算值为0.995。利用TRT2辐射温度计对黑体辐射源腔底进行辐射温度测量,对热管进行不同角度的倾斜,测得的黑体辐射源温度稳定性优于0.2℃,氟利昂热管空腔内均匀性优于0.2℃,可以满足现场校准需求。     

中温区真空标准黑体辐射源研制

介绍了中国计量科学研究院研制的中温区真空标准黑体辐射源的结构设计,工作原理,测试结果和不确定度评定。黑体辐射源工作温度范围为320～500K,黑体空腔开口直径为50mm,空腔深度为260mm,表面喷涂了耐高温漆,空腔发射率优于0.999。真空环境下测试了黑体在335～500K温度范围内的轴向温度均匀性,温度稳定性及黑体辐射源亮度温度等性能指标,结果显示黑体温度均匀性优于0.15K,40min内温度稳定性优于0.03K。分析了黑体辐射源的不确定度来源,黑体辐射源的合成标准不确定度优于0.04K。     

温度均匀黑体空腔有效发射率近似计算方法（黑体辐射源研究之一）

简要地介绍了国内外在黑体辐射源建立与评价上的发展现状；多种黑体辐射源；多种空腔有效发射率计算方法和模型。通过积分法推导出温度均匀空腔有效发射率计算公式，进一步推导的近似计算公式可以作为对黑体空腔有效发射率估算的依据。     

大口径高发射率面型黑体辐射源的研制

黑体辐射源作为定标标准器,在红外测量设备的辐射定标中具有重要作用。为应对大口径红外测量设备的辐射定标工作需求,设计了1台辐射面积为400mm×400mm的面型黑体辐射源。采用多路控温和连接固定冷源的方式对黑体进行温度控制;通过热仿真确定合适的传热模型,同时结合高发射率涂层工艺与辐射面的结构设计使黑体具备高发射率,辐射面有效发射率可达到0.992;在真空环境下,利用标准铂电阻温度计测量得到黑体辐射面源的温度均匀性偏差最大为0.101K,稳定性平均值为0.018K/10min,该黑体辐射光源能够满足现阶段大口径红外测量设备的使用需求。     

工作用辐射温度计检定装置自动瞄准系统的探讨

检定工作用辐射测温仪时,应按照规程和产品说明书要求,在适当的距离上瞄准黑体源腔体的中心点,否则,会对检定准确性产生一定影响。常规手动的瞄准方法,瞄准的准确性和重复性都差。本文提出了一种工作用辐射温度计检定装置自动瞄准系统,不仅可以提高工作效率,更能降低辐射温度计的辐射源尺寸效应,提高检定准确度。     

铯、钠热管标准黑体辐射源研制及性能评价

介绍了中国计量科学研究院研制的270～1 000 ℃标准黑体辐射源,其中包括270～600 ℃铯热管黑体源和500～1 000 ℃钠热管黑体源、温度标准器和数据采集系统。对铯、钠热管标准黑体辐射源进行性能测试,包括三段控温管式炉温场均匀性,黑体辐射源控温稳定性,黑体空腔轴向温度均匀性,黑体空腔口部辐射温度均匀性和热管测温孔内温度均匀性等。铯、钠热管标准黑体辐射源在整个温度区域内合成标准不确定度为0.09～0.13 ℃（k=2）。     

辐射源尺寸效应实验方案设计

在进行辐射温度计的校准时,辐射源尺寸效应会给校准结果带来影响,需设计一套实验方案,完成辐射源尺寸效应实验,以便在辐射温度计的校准中减小源尺寸效应的影响。本文重点讨论了适合本实验室的实验方案设计、实验过程及结果分析。同时对辐射温度计的校准给出了指导意见。     

提高辐射温度计检定结果准确度的方法研究

现行的辐射温度计检定规程,概念不够清晰,具体操作步骤描述过于简单,造成检定的实际测量条件有明显的差异,由此导致检定结果的差异。本文从技术角度出发,提出了一种可行的操作方法,力图提高辐射温度计检定结果的准确度。     

基于LabVIEW实现固定发射率辐射温度计校准的温度修正

在辐射温度计检定中,根据规程要求,需要将辐射温度计的发射率设置为1,而在实际校准辐射温度计的过程中发现大量发射率固定且不为1的情况,同样有用户要求校准后给出不同发射率下的辐射温度计修正值,为实现宽波段任意固定发射率辐射温度计在校准过程中的修正值计算,文章使用LabVIEW的两分法迭代实现Plank公式的积分算法,有效提高校准过程的自动化程度,文章用实例说明了两分法与普通步进算法的效率区别,从而高效的实现了任意波段、任意发射率、任意温度点的温度修正值计算。     

红外辐射温度计专用数字表的研制及评价

日本CHINO公司生产的IR-RST系列标准辐射温度计由于没有设计温度显示装置,无法实时显示温度,针对此类型温度计设计了一款专用的电压测量和温度显示,同时可提供24V直流电压的电测显示仪表。利用高等级的电压源和数字电压表,修正了本专用数字表的误差系数,并考核了稳定性,得到其最大相对误差不超过0.03%。与一款名义波长为0.65 μm的IR-RST辐射温度计配合使用,通过TG HT-9500型高温炉对其组合进行内插分度,实验结果证实分度后校准准确度优于0.03%,1 300 ℃时系统测量结果的扩展不确定度为0.62 ℃。     

New PTB Setup for the Absolute Calibration of the Spectral Responsivity of Radiation Thermometers

The paper describes the new experimental setup assembled at the PTB for the absolute spectral responsivity measurement of radiation thermometers. The concept of this setup is to measure the relative spectral responsivity of the radiation thermometer using the conventional monochromator-based spectral comparator facility also used for the calibration of filter radiometers. The absolute spectral responsivity is subsequently measured at one wavelength, supplied by the radiation of a diode laser, using the new setup. The radiation of the diode laser is guided with an optical fiber into an integrating sphere source that is equipped with an aperture of absolutely known area. The spectral radiance of this integrating sphere source is determined via the spectral irradiance measured by a trap detector with an absolutely calibrated spectral responsivity traceable to the primary detector standard of the PTB, the cryogenic radiometer. First results of the spectral responsivity calibration of the radiation thermometer LP3 are presented, and a provisional uncertainty budget of the absolute spectral responsivity is given.     

The Influence of Distance and Focus on the Calibration of Infrared Radiation Thermometers

If a radiation thermometer is calibrated by measuring the temperatures of two cavities having different geometries, sometimes discrepancies arise between them, even though their emissivities are close to that of a blackbody. The origin of such discrepancies may result from the size-of-source effect, and in the distance-to-target effect for those thermometers that offer focusing capability. Examples include: (a) out-of-focus image changes the reading: different focus settings produce different results and (b) measurements taken at different distances produce different results. These effects are discussed, their contribution to the measurement uncertainty is evaluated, and some recommendations are made for practical blackbody cavities or radiators to reduce such effects.     

基于弹性夹具的辐射温度计检定装置研究

针对目前工作用辐射温度计检定工作存在的问题，提出一种基于弹性夹具的高重复性精度的辐射温度计检定装置。通过介绍装置结构和使用方法，阐明利用弹性夹具固定被检温度计具有更高的灵活性和通用性，以及“一副夹具安装一台被检，共用一个检定台”方式具有更高的机械化程度和工作效率。通过检测和试验结果表明，该装置重复性精度高。     

红外辐射温度计的辐射源尺寸效应修正

红外辐射温度计在低温测量的辐射源尺寸效应（SSE） 的规律不同于高温测量。基于以虚拟探测器温度消除背景辐射影响的SSE计算模型,推导了在不同源尺寸和不同背景条件下辐射温度计输出的SSE影响修正公式;得出不同源尺寸条件下辐射温度计温度示值的SSE影响修正的理论解析表达式。在源温度低于或接近背景温度时修正模型与高温测量SSE修正模型有显著差异。所得结果适用于任意温度下对单波段辐射温度计的SSE影响修正。