深低温星上定标黑体源研究

为匹配红外空间载荷低温光学镜头的光学性能,降低背景噪声,实现载荷高精度星上定标,研制了一种基于制冷机主动制冷的深低温星上定标黑体源装置（低温100 K工作）,该星载黑体源装置由面黑体辐射体、低温制冷机主动制冷系统、冷量传输热管及精密测控温系统组成,通过载荷级真空辐射定标实验校验,最终实现红外遥感器对星上定标黑体源宽光谱（2～16μm）、高发射率（0.987）、深低温（100 K）的高精度定标源需求。该深低温星上定标黑体源可用于对极远极冷极弱目标探测的红外载荷星上辐射定标,其高精度、低功耗、通用性的工程化设计方法,为后续相关研究及推广提供技术支撑。     

大口径高发射率面型黑体辐射源的研制

黑体辐射源作为定标标准器,在红外测量设备的辐射定标中具有重要作用。为应对大口径红外测量设备的辐射定标工作需求,设计了1台辐射面积为400mm×400mm的面型黑体辐射源。采用多路控温和连接固定冷源的方式对黑体进行温度控制;通过热仿真确定合适的传热模型,同时结合高发射率涂层工艺与辐射面的结构设计使黑体具备高发射率,辐射面有效发射率可达到0.992;在真空环境下,利用标准铂电阻温度计测量得到黑体辐射面源的温度均匀性偏差最大为0.101K,稳定性平均值为0.018K/10min,该黑体辐射光源能够满足现阶段大口径红外测量设备的使用需求。     

真空镓固定点黑体辐射源研制

为满足红外遥感载荷实验室辐射定标需求,实现红外遥感辐射量值溯源到ITS-90国际温标,研制了真空镓固定点黑体辐射源.黑体腔开口直径为25 mm,深度220 mm,内部喷涂高发射率涂层,通过仿真计算黑体腔的发射率优于0.9999.在真空下测试了镓固定点相变坪台的复现性为4.4 mK,坪台稳定性优于2 mK.测量了镓固定点...     

H500型红外遥感定标高精度真空黑体辐射源的研制

对中国计量科学研究院研制的温度范围覆盖-93~220℃的H500型红外遥感定标高精度真空黑体辐射源进行了介绍。采用圆柱圆锥黑体腔和双层4段PID控温,在真空低背景(液氮冷却)环境下对该黑体进行了性能测试,在大气室温环境下,利用控制环境辐射反射比发射率测量方法测量了黑体空腔发射率和利用红外标准辐射温度计测量空腔底部温度均匀性等指标。实验结果表明,该黑体辐射源升温速率为1℃/min下,控制到温度点的稳定时间优于50 min,并且10 min内的温度稳定性在0.01℃以内;黑体温度设置在20℃、30℃和50℃下空腔发射率的测量结果分别为0.9965、0.9966和0.9963;其黑体底部温度均匀性优于0.03℃;在整个温度区域内扩展不确定度优于0.1℃(k=2)。     

面向定量化红外遥感的热电堆探测器定标技术

从红外遥感信息定量化的发展要求出发,分析了测辐射热计、热电堆探测器和热释电探测器的响应特性,选择薄膜热电堆探测器TS-76作为传递标准探测器.搭建高精度光谱响应率定标系统,使用宽波段可调谐激光器和绝对低温辐射计对TS-76探测器的线性、空间均匀性以及重复性进行了标定.按照国际通用不确定度评估规范,对光谱响应率测量结果进行不确定度分析和评估,联合不确定度小于1.5%,并根据实验结果提出实现高精度中远红外辐射定标的技术方案,证明基于热电堆探测器的红外辐射定标技术可以有效缩短标准传递的链路,提高定标的精度.     

测量黑体辐射器红外辐射率的简单技术

黑体辐射器是一个表面固有辐射率较高的等温腔，主要用在辐射温度计中，可效温标由接触式温度计或辐射温度计传递到另一个辐射温度计，黑体的理想辐射率经计算应高于0.99。但在常用的7μm至14μm波长段，因种种因素的影响会使得辐射率达不到满意的值。因此，我们需要一种技术来直接测量辐射率以证实计算所得的值。本文介绍一种简单的技术，可通过测量标准半球体的平均反射率；来得到辐射器在这段波长的辐射率。其不确定度可达0.0002(k=2），澳大利亚国家测量实验室（NML）正是将这种技术用于辐射温度计的校准，同时，也可估算出“冰腔”辐射体的反射率。     

红外探测器光谱响应率定标方法

采用新的方法对波长范围1-3μm的红外探测器绝对光谱响应率进行定标.红外探测器的光谱响应率定标是在两套定标系统上利用两种参考探测器实现的.首先在红外光谱比较系统上利用一个平响应的腔式热电堆探测器作为参考探测器,测量待测红外探测器相对于标准探测器的连续光谱响应率;然后在可见一近红外定标系统上,利用低温辐射计和激光器在几个单立波长上进行绝对光谱响应率测量.这样,通过计算就能得出待测红外探测器在每个波长上的绝对光谱响应率.采用上述方法对TS-76探测器进行光谱响应率定标,联合不确定度小于0.95%.     

大口径热管面源黑体炉的研制及性能评价

针对红外成像光学系统校正,研制了大口径热管面源黑体炉.通过Monte Carlo方法对具有同心圆V形槽表面的辐射特性进行了分析,借助黑体空腔理论完成黑体炉的结构设计,采用热管技术,PIC16F876微处理器和模糊PID开关切换控制算法实现黑体炉的温控.通过试验测试,验证了此辐射源具有均匀一致的有效发射率和辐射出度.     

非接触式红外测温原理及误差分析

本文介绍了红外测温的机理以及系统的组成部分和测量范围的划分，并从环境、反射率、距离系数等几个主要因素分析了产生误差的原因，同时，还提供了一个实用红外测温的具体电路。     

一种表面温度传感器的校准系统

本文介绍了一种表面温度传感器的动态校准系统，对动态校准的过程作了简单的描述，并着重描述了系统静态标定的过程，文章最后还给出了对一种表面温度传感器的系统静态标定的结果。     

静态膨胀法校准压力的温度修正

用传统方法计算静态膨胀法校准压力时,通常假设气体膨胀过程是等温的,但这与实际并不相符.考虑到气体温度变化,给出了对校准压力进行温度修正的方法.用一只满量程为133.3 Pa的绝压式电容薄膜规(ACDG)进行了校准实验,当校准室的最大温度变化为0.05℃时,温度修正前后校准曲线的最大偏移量为0.16%.     

80.0 K至370.0 K可调温度辐射源装置

介绍一个用于微波探测系统标定的可调温度辐射源装置。该装置由试验箱体、液氮罐、控制系统及一根高真空夹层液氮输液管组成。一直径为Φ5 0 0mm内径的带恒温上盖的圆桶置于一带发泡绝热层的箱体内。为减小对流传热 ,辐射源垂直置于箱体下部。由于在辐射源与上部恒温盖间不允许有其它对微波有衰减防辐射层 ,使得其辐射漏热很大 ,而且其热惯性很大 ,该系统成为一个大滞后系统 ,给控制系统的设计、调试带来非常多的困难。采用了先进的以液氮供冷结合电加热的带关联参数的双输出控制方式实现对该辐射源温度的精确控制。实测辐射源的温度控制波动度优于± 0 1K ,温度均匀性优于± 0 3K。     

坦克红外辐射特性的研究

本文从５个不同的角度研究了坦克的红外国辐射特性，并对在热平衡学理论基础上建立的坦克红外辐射理论的数学模型进行了分析和讨论。     

星载辐射制冷器地面液氮制冷装置研制

介绍了液氮制冷装置的设计原则,技术指标与要求,绝热结构,绝热材料,抽真空工艺的选择及各项性能试验,试验结果表明,该制冷装置具有真空寿命长,无振动,无电磁干扰,等优点,是星载红外多光谱扫描仪理想的地面制冷设备,也是一种工作波长在８－１４μｍ范围红外探测器极佳的制冷源。     

月球探测辐射环境分析

扼要介绍了月球探测的辐射环境,分析了CE-1在轨探测的辐射环境数据,在此基础上,分析了月球辐射环境对探测器的影响,提出了后续月球探测辐射防护研究建议。     

制冷机与红外探测器耦合技术中的热分析

在空间红外遥感中,红外探测器通过制冷机获取冷量。由于空间应用对制冷机的输入功率有严格的限制,降低导热、辐射冷损、提高传输效率就成为该耦合系统的一个关键问题。应用有限元工程分析软件做了详细的热力学分析,同时通过对耦合系统各构件的有限元热分析,进一步对其结构进行优化。     

自校准地表/水表面红外辐射测温仪的研制

研制了一种具有自校准功能的测量地面或水表面辐射温度的仪器,阐述了该仪器的设计原理、具体结构、测试过程及最终的实验结果。为了验证仪器的性能,进行了定标黑体的发射率测量实验,控温稳定性试验,结果表明黑体发射率高于0.996,控温稳定性优于0.04 K;对各个温度传感器进行了标定校准;完成了控制与数据采集程序的编写;进行了样机的辐射测温实验。最后确定出自校准地水表面红外辐射测温仪的测温范围为223～333 K,测温不确定度为0.2 K。