低溫精密黑體輻射源的研制.pdf

1、隨著傳感器技術(shù)和微電子技術(shù)的不斷發(fā)展,紅外輻射測(cè)溫設(shè)備在科學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,并且由高溫應(yīng)用領(lǐng)域逐步向低溫應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展,所涉及的輻射測(cè)溫下限已經(jīng)達(dá)到-80℃,甚至更低。黑體輻射源作為校準(zhǔn)紅外輻射測(cè)溫設(shè)備的重要裝置,它模擬符合普朗克定律的標(biāo)準(zhǔn)黑體,其性能直接影響紅外輻射測(cè)溫設(shè)備的量值是否準(zhǔn)確。因此,對(duì)黑體輻射源的研究就顯得非常重要,尤其是低溫黑體輻射源。
　　在充分了解黑體輻射源的發(fā)展及其國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀之后,對(duì)黑體系統(tǒng)的理論

2、進(jìn)行了詳細(xì)和認(rèn)真的分析,根據(jù)黑體系統(tǒng)的理論分析和項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求,研制了一臺(tái)工作在-80℃-+100℃的基于換熱器的低溫等溫黑體輻射源并對(duì)其性能進(jìn)行了測(cè)試。
　　該黑體輻射源的黑體空腔形狀為圓錐-圓柱型,材料為不銹鋼,錐角為120°,空腔內(nèi)徑Φ50mm,腔長(zhǎng)為300mm,內(nèi)壁涂有發(fā)射率為0.95的漫反射涂層材料。計(jì)算得到的有效發(fā)射率為0.998(保留小數(shù)點(diǎn)后三位),比對(duì)測(cè)量實(shí)驗(yàn)得到的有效發(fā)射率為0.997(保留小數(shù)點(diǎn)后三位)。比較計(jì)算

3、結(jié)果和比對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,二者得到的發(fā)射率非常接近。這表明研制的黑體輻射源的發(fā)射率優(yōu)于0.997。該黑體輻射源采用液體恒溫槽均溫致冷,冷源由兩級(jí)壓縮制冷機(jī)提供,工作介質(zhì)為工業(yè)乙醇,采用并行加熱技術(shù),以獲得穩(wěn)定的溫度源;熱源采用電熱器電加熱的方式提供。溫度控制采用模糊自適應(yīng)PID控制模式,通過(guò)實(shí)驗(yàn),系統(tǒng)的控溫穩(wěn)定性?xún)?yōu)于±0.05℃/30min。在低于0℃使用時(shí),啟用基于換熱器的防結(jié)霜裝置,它能在系統(tǒng)溫度穩(wěn)定后30min內(nèi)防止潮濕冷空氣在黑體腔口