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,紅外輻射測溫設備在科學和工業(yè)領域得到了廣泛應用,并且由高溫應用領域逐步向低溫應用領域發(fā)展,所涉及的輻射測溫下限已經(jīng)達到-80℃,甚至更低。黑體輻射源作為校準紅外輻射測溫設備的重要裝置,它模擬符合普朗克定律的標準黑體,其性能直接影響紅外輻射測溫設備的量值是否準確。因此,對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)展及其國內(nèi)外研究現(xiàn)狀之后,對黑體系統(tǒng)的理論

2、進行了詳細和認真的分析,根據(jù)黑體系統(tǒng)的理論分析和項目設計要求,研制了一臺工作在-80℃-+100℃的基于換熱器的低溫等溫黑體輻射源并對其性能進行了測試。
　　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,腔長為300mm,內(nèi)壁涂有發(fā)射率為0.95的漫反射涂層材料。計算得到的有效發(fā)射率為0.998(保留小數(shù)點后三位),比對測量實驗得到的有效發(fā)射率為0.997(保留小數(shù)點后三位)。比較計算

3、結(jié)果和比對實驗結(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,冷源由兩級壓縮制冷機提供,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PID控制模式,通過實驗,系統(tǒng)的控溫穩(wěn)定性優(yōu)于±0.05℃/30min。在低于0℃使用時,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