黑體的定義: |
能全部吸收外部的輻射能量,同時能全部輻射出自身全部能量的物體。量化說明為:吸收率為1,發射率為1 |
的主要技術指標 | 的發射率,腔口直徑,溫度均勻性和輻射溫度不確定度。因此為了確保的產品質量,通常都是按溫度分段設計。 |
人工 |
通常我們所說的為人工。人工的發射率接近于1,但不等于1。 |
2種基本類型 | 腔式和面源 |
的用途 |
的主要功能是產生一定溫度下的標準輻射。因此在溫度計量中主要用于檢定各種輻射溫度計,如光學高溫計、紅外溫度計、紅外熱像儀等。 隨著科學技術的發展,的用途已經不局限于在溫度計量方面的應用。在光學方面,已經普遍采用作為標準輻射源和標準背景光源。在測量領域里,已經用于測量材料的光譜發射、吸收和反射特性。在高能物理的研究中,已經用作為產生中子源。 不同的用途對的要求是不一樣的。在溫度計量領域,主要是利用輻射和溫度的對應關系,因此要求的發射率越高越好。要求的輻射能量按照光譜分布(也就是光譜輻射能量、也稱為單色能量)都能符合普朗克定律,這樣我們在檢定或校準輻射溫度計時,以的溫度(或標準輻射溫度計)的示值,來修正輻射溫度計的偏差。因此在選擇時通常是選擇發射率較高的腔式,同時也要注意腔口直徑,溫度均勻性和輻射溫度不確定度。 在光學應用中,通常要求輻射源的輻射面積較大,但是溫度不高,只關注輻射面的溫度均勻性而不一定關注輻射能量與溫度對應的準確性,因此選擇面源較多。但隨著科學技術的發展,現在光學應用中也已經用到大口徑的高溫,但對發射率的要求可以低一點,達到0.98以上即可。 對于測試和研究中所采用的,是根據需要設計,種類繁多。用于材料光譜發射率測量的,是一個界于腔式和面源之間的,發射面只有φ10mm。用于輻射溫度儀器中定點校準用的,是一個定溫度的輻射能量很穩定的光源。在國防系統使用的中zui小只有小手指大,因此稱為指狀;為了模擬目標,在一個平面上分隔成多個不同溫度區域的面源稱為目標模擬器。等等。 |
的發展史 |
開始發展的是高溫,早在20世紀50年代,由于光學高溫計的應用,當時的蘇聯和英國已經研制出了爐,zui高工作溫度可以達到2500℃。20世紀60年代,日本生產出臥式爐,zui高工作溫度為2200℃;同年代,我國也研制出臥式爐,工作溫度為900~3200℃。 在20世紀60年代,中溫就有人開始研究,因為當時的技術條件限制,對技術(如腔、等溫腔、發射率等)認識不足,甚至將熱電偶檢定爐的中間放置一個靶子就看作是。 自從美國在越南戰爭使用紅外技術,成功地偵察到密林中的胡志明小道后(注:當時胡志明小道是運輸線),拉開了紅外技術在軍事上應用的序幕。隨后,各國都開展了紅外偵察、紅外偽裝、紅外制導、紅外誘餌、空中防衛等技術的研究工作,這就促進了對技術的研究,尤其是對中低溫的研究。因此國外在20世紀80年代就已經有低溫,我國對低溫的研究,是從20世紀90開始。 近30年來,紅外技術已經廣泛地應用于民用,如紅外資源衛星、紅外氣象衛星、紅外加熱、紅外干燥、醫用紅外、紅外測溫等,同時開始了民用產品的研究。尤其是近20年來,紅外溫度計的廣泛應用,作為紅外溫度計檢定用的主要設備-的市場需求量增加,這促進了技術向產品化傳化的進度。 對技術的研究,尤其是對發射率技術的研制,從20世紀50年代開始,一直是斷斷續續地進行著。國內一些大學,對發射率進行研究,并根據輻射換熱原理,對當時的產品研究出一套發射率的計算方法。同時,形成了對圓柱形腔,腔體長度和腔口之比(稱為形腔比)為一個固定的模式。1998年,在國防計量科研課題的研究中,俞倫鵬在基于等溫和漫反射的基礎上,應用輻射換熱原理,導出了發射率全新的計算公式,從理論上證明了只要腔內表面溫度均勻且為漫反射,的發射率只與的腔口面積與內表面面積之比、腔內表面發射率有關,而與的形狀、的溫度無關,系統闡述了發射率的理論,使得對發射率理論的研究,向前邁進了一步,同時對于的研制和生產,有著極大的指導意義。 對于腔式,也是一個逐步發展過程。從開始研制出雛形,到開始重視形腔比,因此改進腔按照一定的形腔比設計,將的性能進行提高;到開始重視的等溫段,盡量提高的等溫區域,將的性能進一步提高;到目前為止,應用發射率的理論計算公式指出的改進途徑,使的性能又得到提高;這就是一個不斷發展和不斷完善的過程。 在的設計上,人們對于的等溫特性越來越重視,腔內表面的溫度均勻性已經作為設計主要技術指標之一;因此對于有的內表面溫度均勻性較好的,又稱為“等溫”。對于內表面溫度均勻性的要求,將熱管技術應用于,內表面等溫效果很好,因此近代使用熱管技術研制出的,稱為熱管。熱管是等溫的一種。 隨著科學技術發展,需要更高精度的作為標準輻射源,尤其在300℃以下溫度段。因此又發展了高精度的,這些輻射溫度的準確度在(0.1~0.5)℃和0.01℃分別率。 |
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