基于VBA实现黑体辐射源发射率偏离1引起有效亮度温度修正

按照最新的工作用辐射温度计检定规程和辐射测温用-10～200℃黑体辐射源校准规范要求,需要根据有效亮度温度概念,通过对黑体辐射源进行发射率影响修正和环境辐射误差修正,文章对有效亮度温度发射率影响数学模型,使用VBA语言,研究二分算法,高效实现有效亮度温度与实际温度的修正计算,从而为日常检定、校准工作提供了有力的技术保障。     

温度均匀黑体空腔有效发射率近似计算方法（黑体辐射源研究之一）

简要地介绍了国内外在黑体辐射源建立与评价上的发展现状；多种黑体辐射源；多种空腔有效发射率计算方法和模型。通过积分法推导出温度均匀空腔有效发射率计算公式，进一步推导的近似计算公式可以作为对黑体空腔有效发射率估算的依据。     

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。     

黑体辐射源发射率对辐射测温准确度的影响及修正方法

随着辐射温度计的广泛应用,对准确测量、校准或检定的要求越来越高.尽管黑体辐射源的性能不断提高,但黑体辐射源发射率偏离1仍然是影响辐射温度计校准/检定或相关应用准确度的关键问题.可是目前对辐射温度计的校准常常忽略黑体辐射源发射率偏离1的影响或在分析中采用不适当的计算.针对常见的辐射温度计,阐述了对黑体辐射源发射率的影响进行修正与不确定度评定的一般方法,对复杂的宽带辐射温度计提出可行的近似计算方法,并对最常见的8～14μm宽带辐射温度计给出了计算结果.分析结果表明,对于较长波长的辐射温度计,在中高温区的校准或检定中所经常使用黑体辐射源发射率值所引起的亮度温度误差是显著的,应予以修正.     

全辐照基准黑体辐射源量值溯源体系的建立

全辐照基准黑体辐射源是红外辐射量值传递的国家基准装置,是辐射温度(K)和光强(cd)两个基本量复现的基础.由亮度法以金属凝固点黑体将量值传递到下一级标准器.目前,全辐照基准黑体覆盖的温度范围为400-1000K,不确定度为0.05%(k=2),重复性为0.01%(k=2),量值传递的不确定度为0.1%(k=2),温度测定不确定度为0.05-0.5 K(k=2),对红外器件参数的评价不确定度为0.5%(k=2).     

黑体辐射源的多波长有效亮度温度校准和不同溯源方式特点分析

介绍了中国计量科学研究院建立的标准变温黑体辐射源和有效亮度温度比较装置;阐述了黑体辐射源多波长有效亮度温度校准的2种方法,给出典型校准结果并分析了辐射源特性。比较分析了3种溯源方式的性能特点及其应用的影响因素。提出控温复现性的概念,它是以往未被重视的辐射源关键性能参数。多波长有效亮度温度校准是可减小或消除有效发射率和接触测温测点温差影响的溯源方案,与传统溯源方式特性互补,可用于评价辐射源的有效发射率和测点温差,对控温复现性好的辐射源效果最优。     

黑体辐射源的发展

黑体辐射源作为辐射测温仪器的校准装置，近几十年来随着红外测温技术的发展而取得了飞速进步。本文从黑体辐射源的发展历史、研究内容、发展方向和目前存在的问题几方面作了介绍。     

基于有效辐射温度的面辐射源发射率测量方法研究

提出了一种基于有效辐射温度的面辐射源发射率测量方法。建立了发射率计算的数学等式,并根据测试结果的线性拟合结果确定了面辐射源的有效发射率。实验测试的面辐射源发射率为0. 954,不确定度为5‰。     

100～400K真空红外亮温标准黑体辐射源研制

介绍了中国计量科学研究院研制的100~400K真空红外亮温标准黑体辐射源的工作原理、结构、性能测试方法及测试结果。黑体辐射源通过液氮制冷与3温区控制实现了100~400K范围内的温度控制。在真空环境下,测试了其在温度范围100~400K轴向温度均匀性、底部温度稳定性等技术指标,结果表明均匀性优于0.120K,控温稳定性优于0.020K/20min;在室温大气环境下,利用基于控制环境辐射的发射率测量方法测量了黑体空腔发射率,空腔法向发射率为0.9998。采用基于蒙特卡罗黑体发射率仿真计算方法分析轴向温度均匀性对空腔发射率的影响,分析了标准黑体辐射源的不确定度来源,在8~16 μm波长亮度温度的合成标准不确定度优于0.030K。     

参考黑体辐射源校准方法和不确定度评定

依据现行的黑体辐射源校准规范,采用比较法对参考黑体辐射源进行校准,以某所黑体辐射源标准装置为例,介绍了校准原理,装置的组成以及相关性能分析,最后依据该装置对参考黑体辐射源进行不确定度的评定。     

关于换热器的低温黑体辐射源

介绍一种工作在-80℃～+100℃的基于换热器的新型低温标准黑体辐射源的设计和其发射率的计算.这种黑体辐射源采用液体恒温槽均温致冷和采用气帘隔离法消除低温凝露和结霜,黑体空腔形状为圆锥圆柱型,锥角为120°,空腔内径50mm,腔长为300mm,控温稳定性优于±0.05℃/30min.理论计算的黑体空腔有效发射率为0.998(保留小数点后三位),比对实验测量得到的有效发射率为0.997(保留小数点后三位),二者接近一致.     

高温黑体辐射源的性能考核

正一、引言本文就检定辐射温度计的主要设备高温黑体辐射源的性能进行了考核,以广州日奇电子有限公司生产的R-1600球型腔黑体源为例,详细介绍了考核黑体辐射源各整百度点的控温稳定性、均匀性和校准重复性的实验过程,总结、归纳和分析了实验。二、高温黑体辐射源各整百度点控温稳定性考核实验通常辐射源的控温稳定性是指"辐射源在稳定下,10min内温度测量值的最大值与最小值之差,其测温间隔为1min"。将高温黑体辐射源从800℃开始,按     

高温黑体空腔有效发射率的计算

建立了圆筒形黑体空腔模型,分别基于积分方程法、有限元分析法、Monte-Carlo法对该黑体空腔的有效发射率进行计算,并对比分析了不同腔体几何形状、腔体材料发射率、探测器距腔口距离等因素对黑体空腔有效发射率的影响。结果表明:在相同长径比、孔径比、材料发射率等条件下,长径比较大、孔径比较小、腔体材料发射率较大时黑体空腔有效发射率较大。     

漫射黑体空腔的局部有效发射率

本文提出了计算非等温漫射黑体空腔壁表面局部有效发射率的一种Gou-ffe型新公式,描述了等温和非等温漫射圆锥和圆筒形空腔的应用。典型实例的计算结果和严密的积分方程求解结果精确一致。引进到公式中的两个参量——平均几何因子和温度修正因子,表明了空腔几何形态和温度分布对发射率的影响。对非等温腔也进行了计算和讨论(如它与特定参考温度选取的关系),并分别定义了相对发射率和绝对发射率。     

新型空腔式黑体辐射源设计及不确定度评定

为促进恒温槽内空腔黑体与载热工质之间的热交换,提出了一种附加被动扰流装置的黑体空腔辐射源的设计方法.通过新设计的空腔外壁微扰动结构,对载热工质施加干扰,使流体热边界层破坏并再生,利用热边界层初段传热强度高的原理强化传热.此设计既可以提高换热系数,又可以增加换热面积,减少空腔与载热工质达到热平衡所需的时间.对新型的耳温计...     

低温标准黑体辐射源的性能研究

利用半导体制冷技术与热管技术,研制了低温达-30 ℃的新型低温黑体辐射源。通过实验得到其温度稳定性优于0.02 ℃/20min,均温区腔壁的轴向温度均匀性优于0.3 ℃,热管空腔有效发射率计算值大于0.999 2。利用基于光线跟踪技术的Monte Carlo方法,计算得出该热管空腔发射率从中心到边缘位置的变化规律为逐渐减小的趋势,发射率的平均变化率仅为0.06‰,说明轴向温场均匀性对法向平均有效发射率的影响较小。     

采用恒温槽方案的黑体辐射源设计

一、引言 辐射黑体源作为对辐射测温计量的配套标准装置,其工作范围直接决定了辐射温度检定装置可以开展工作的温度范围.近些年,随着技术的发展,新型低温黑体辐射源开始出现,使得辐射测温的下限由-20℃下延至-50℃.这类黑体辐射源的设计原理是使用低温液体作为恒温介质,将黑体腔体放置在低温液体内,通过控制低温液体的温度使腔体达到恒温.由于液体介质的温度均匀性可以控制在一个非常小的数量级,减小了测量中腔体温度均匀所引入的不确定度分量,其稳定性一般不高于±0.1℃/10min,有效辐射率可以控制在0.995以上.这为辐射测温在低温范围的量值传递的准确性提供了有力的技术支持.本文就是基于这类低温黑体辐射源的设计论述,主要是对现有中低温的标准低温槽进行改造,使其可以达到低温黑体辐射源的技术指标.     

影响辐射测温用黑体辐射源应用的因素分析

介绍并分析了影响黑体辐射源应用的关键因素,包括口径、有效发射率、测点温差及控温复现性。通过分析关键因素与黑体辐射源三种溯源方式的关系,给出了关于黑体辐射源选型以及溯源方式的建议。