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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(fā)射率為1 |
的主要技術(shù)指標 | 的發(fā)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(chǎn)品質(zhì)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(fā)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(chǎn)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(shù)的發(fā)展,的用途已經(jīng)不局限于在溫度計量方面的應用。在光學方面,已經(jīng)普遍采用作為標準輻射源和標準背景光源。在測量領(lǐng)域里,已經(jīng)用于測量材料的光譜發(fā)射、吸收和反射特性。在高能物理的研究中,已經(jīng)用作為產(chǎn)生中子源。 不同的用途對的要求是不一樣的。在溫度計量領(lǐng)域,主要是利用輻射和溫度的對應關(guān)系,因此要求的發(fā)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(fā)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(guān)注輻射面的溫度均勻性而不一定關(guān)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(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在光學應用中也已經(jīng)用到大口徑的高溫,但對發(fā)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(jù)需要設計,種類繁多。用于材料光譜發(fā)射率測量的,是一個界于腔式和面源之間的,發(fā)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(wěn)定的光源。在國防系統(tǒng)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(qū)域的面源稱為目標模擬器。等等。 |
的發(fā)展史 |
開始發(fā)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(lián)和英國已經(jīng)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(chǎn)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(shù)條件限制,對技術(shù)(如腔、等溫腔、發(fā)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(zhàn)爭使用紅外技術(shù),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(shù)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(wèi)等技術(shù)的研究工作,這就促進了對技術(shù)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(jīng)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(shù)已經(jīng)廣泛地應用于民用,如紅外資源衛(wèi)星、紅外氣象衛(wèi)星、紅外加熱、紅外干燥、醫(yī)用紅外、紅外測溫等,同時開始了民用產(chǎn)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(shù)向產(chǎn)品化傳化的進度。 對技術(shù)的研究,尤其是對發(fā)射率技術(shù)的研制,從20世紀50年代開始,一直是斷斷續(xù)續(xù)地進行著。國內(nèi)一些大學,對發(fā)射率進行研究,并根據(jù)輻射換熱原理,對當時的產(chǎn)品研究出一套發(fā)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(chǔ)上,應用輻射換熱原理,導出了發(fā)射率全新的計算公式,從理論上證明了只要腔內(nèi)表面溫度均勻且為漫反射,的發(fā)射率只與的腔口面積與內(nèi)表面面積之比、腔內(nèi)表面發(fā)射率有關(guān),而與的形狀、的溫度無關(guān),系統(tǒng)闡述了發(fā)射率的理論,使得對發(fā)射率理論的研究,向前邁進了一步,同時對于的研制和生產(chǎn),有著極大的指導意義。 對于腔式,也是一個逐步發(fā)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(qū)域,將的性能進一步提高;到目前為止,應用發(fā)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(fā)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(nèi)表面的溫度均勻性已經(jīng)作為設計主要技術(shù)指標之一;因此對于有的內(nèi)表面溫度均勻性較好的,又稱為“等溫”。對于內(nèi)表面溫度均勻性的要求,將熱管技術(shù)應用于,內(nèi)表面等溫效果很好,因此近代使用熱管技術(shù)研制出的,稱為熱管。熱管是等溫的一種。 隨著科學技術(shù)發(fā)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(fā)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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