黑体的定义: |
能全部吸收外部的辐射能量,同时能全部辐射出自身全部能量的物体。量化说明为:吸收率为1,发射率为1 |
的主要技术指标 | 的发射率,腔口直径,温度均匀性和辐射温度不确定度。因此为了确保的产品质量,通常都是按温度分段设计。 |
人工 |
通常我们所说的为人工。人工的发射率接近于1,但不等于1。 |
2种基本类型 | 腔式和面源 |
的用途 |
的主要功能是产生一定温度下的标准辐射。因此在温度计量中主要用于检定各种辐射温度计,如光学高温计、红外温度计、红外热像仪等。 随着科学技术的发展,的用途已经不局限于在温度计量方面的应用。在光学方面,已经普遍采用作为标准辐射源和标准背景光源。在测量领域里,已经用于测量材料的光谱发射、吸收和反射特性。在高能物理的研究中,已经用作为产生中子源。 不同的用途对的要求是不一样的。在温度计量领域,主要是利用辐射和温度的对应关系,因此要求的发射率越高越好。要求的辐射能量按照光谱分布(也就是光谱辐射能量、也称为单色能量)都能符合普朗克定律,这样我们在检定或校准辐射温度计时,以的温度(或标准辐射温度计)的示值,来修正辐射温度计的偏差。因此在选择时通常是选择发射率较高的腔式,同时也要注意腔口直径,温度均匀性和辐射温度不确定度。 在光学应用中,通常要求辐射源的辐射面积较大,但是温度不高,只关注辐射面的温度均匀性而不一定关注辐射能量与温度对应的准确性,因此选择面源较多。但随着科学技术的发展,现在光学应用中也已经用到大口径的高温,但对发射率的要求可以低一点,达到0.98以上即可。 对于测试和研究中所采用的,是根据需要设计,种类繁多。用于材料光谱发射率测量的,是一个界于腔式和面源之间的,发射面只有φ10mm。用于辐射温度仪器中定点校准用的,是一个定温度的辐射能量很稳定的光源。在国防系统使用的中zui小只有小手指大,因此称为指状;为了模拟目标,在一个平面上分隔成多个不同温度区域的面源称为目标模拟器。等等。 |
的发展史 |
开始发展的是高温,早在20世纪50年代,由于光学高温计的应用,当时的苏联和英国已经研制出了炉,zui高工作温度可以达到2500℃。20世纪60年代,日本生产出卧式炉,zui高工作温度为2200℃;同年代,我国也研制出卧式炉,工作温度为900~3200℃。 在20世纪60年代,中温就有人开始研究,因为当时的技术条件限制,对技术(如腔、等温腔、发射率等)认识不足,甚至将热电偶检定炉的中间放置一个靶子就看作是。 自从美国在越南战争使用红外技术,成功地侦察到密林中的胡志明小道后(注:当时胡志明小道是运输线),拉开了红外技术在军事上应用的序幕。随后,各国都开展了红外侦察、红外伪装、红外制导、红外诱饵、空中防卫等技术的研究工作,这就促进了对技术的研究,尤其是对中低温的研究。因此国外在20世纪80年代就已经有低温,我国对低温的研究,是从20世纪90开始。 近30年来,红外技术已经广泛地应用于民用,如红外资源卫星、红外气象卫星、红外加热、红外干燥、医用红外、红外测温等,同时开始了民用产品的研究。尤其是近20年来,红外温度计的广泛应用,作为红外温度计检定用的主要设备-的市场需求量增加,这促进了技术向产品化传化的进度。 对技术的研究,尤其是对发射率技术的研制,从20世纪50年代开始,一直是断断续续地进行着。国内一些大学,对发射率进行研究,并根据辐射换热原理,对当时的产品研究出一套发射率的计算方法。同时,形成了对圆柱形腔,腔体长度和腔口之比(称为形腔比)为一个固定的模式。1998年,在国防计量科研课题的研究中,俞伦鹏在基于等温和漫反射的基础上,应用辐射换热原理,导出了发射率全新的计算公式,从理论上证明了只要腔内表面温度均匀且为漫反射,的发射率只与的腔口面积与内表面面积之比、腔内表面发射率有关,而与的形状、的温度无关,系统阐述了发射率的理论,使得对发射率理论的研究,向前迈进了一步,同时对于的研制和生产,有着极大的指导意义。 对于腔式,也是一个逐步发展过程。从开始研制出雏形,到开始重视形腔比,因此改进腔按照一定的形腔比设计,将的性能进行提高;到开始重视的等温段,尽量提高的等温区域,将的性能进一步提高;到目前为止,应用发射率的理论计算公式指出的改进途径,使的性能又得到提高;这就是一个不断发展和不断完善的过程。 在的设计上,人们对于的等温特性越来越重视,腔内表面的温度均匀性已经作为设计主要技术指标之一;因此对于有的内表面温度均匀性较好的,又称为“等温”。对于内表面温度均匀性的要求,将热管技术应用于,内表面等温效果很好,因此近代使用热管技术研制出的,称为热管。热管是等温的一种。 随着科学技术发展,需要更高精度的作为标准辐射源,尤其在300℃以下温度段。因此又发展了高精度的,这些辐射温度的准确度在(0.1~0.5)℃和0.01℃分别率。 |
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