500℃以下工作用辐射温度计校准结果示值修正方法探讨

我国对工作用辐射温度计的校准使用《500℃以下工作用辐射温度计检定规程》和《工作用辐射温度计检定规程》,两本规程分别适用于温度范围在500℃以下和300～2200℃的工作用辐射温度计的检定。两本规程都规定,在检定过程中,对于温度计有发射率修正和调节功能的,应将发射率设置为1或将发射率设置为与辐射源靶面的有效发射率相同的数值。在实际工作中,很多工作用辐射温度计的发射率没有调节功能,恒为0．95,有的甚至没有标明发射率是多少,而一般计量部门的标准辐射源的发射率都为1．00。     

工作用辐射温度计检定中若干技术问题的研究

针对辐射温度计检定中的有关测量距离、瞄准方法和附加光阑等技术问题进行了讨论。根据检定温度不同,提出了利用测量信号的最大化和最小化原理来确定最佳测量距离的方法。对瞄准腔底和瞄准腔口两种瞄准方法进行了比较与分析,得出瞄准腔底的方法具有更大的可靠性和准确性。此外,针对辐射源尺寸效应（SSE）,给出了由SSE而产生的温度修正公式。     

发射率对辐射温度计检定结果的影响分析

在环境温度一定情况下,主要通过计算黑体辐射源发射率、辐射温度计发射率设定分别对特定响应波长辐射温度计测量结果修正值的大小,分析和讨论了在计量检定工作中发射率对辐射温度计测量结果的影响大小,并阐述了在结果计算中对它们进行修正的必要性和重要性。     

工作用辐射温度计测量结果的不确定度评定

一、概述依据JJG415-2001《工作用辐射温度计》检定规程,以一等铂铑10-铂热电偶为标准,对西玛仪表厂生产的AR350型辐射温度计在1000℃点进行测量,经过分析计算可得到该辐射温度计在各点的实际值。二、数学模型T=t-Δt式中:T——辐射温度计在1000℃时的实际值,℃;t——辐射温度计测量时读数的平均值,℃;Δt——测量时标准热电偶偏离检定点温度的值,℃。     

辐射温度计示值测量的不确定度评定

依据JJG 415—2001《工作用辐射温度计检定规程》的检定方法对TRTⅡ型辐射温度计进行校准,使用上海物理研究所生产的HFY-300型黑体辐射源,以二等标准铂铑10-铂热电偶为标准,在800℃点进行测量并进行不确定度分析。     

工作用辐射温度计示值误差测量结果的不确定度评定

文章探讨了用辐射温度计检定装置测量工作用辐射温度计方法,分析工作用辐射温度计测量结果的不确定度来源,并对工作用辐射温度计示值误差测量结果的不确定度进行评定。     

测量距离影响辐射温度计检定结果的实验研究

针对测量距离对辐射温度计检定结果的影响进行了实验研究，给出了几种所选择的常用的辐射温度计的实验数据和分析图表。确定了辐射温度计的最佳测量距离是在离开黑体辐射源靶面0.3~0.5 m范围内。     

红外辐射温度计瞄准的平面辐射源模型

用典型红外辐射温度计的辐射源尺寸效应的实验数据说明不同测量条件下的检定/校准结果的差异可能为其最大允许误差绝对值的数倍。提出具有明确测量条件的平面辐射源瞄准模型和以辐射源前置光阑的方式对于不同空腔黑体辐射源实现相同的等效平面源直径的方法,提出了对光阑的技术特性和放置距离要求,分析表明低温辐射源对光阑的冷却作用可能引起不可忽略的示值降低。采用等效平面源模型的实验结果表明以不同几何条件的空腔黑体辐射源可得到一致的检定结果。讨论了应用平面辐射源模型可能遇到的实际技术问题和解决的对策。     

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.     

检定辐射温度计过程中应该注意的问题

辐射温度计近些年来使用得越来越多,使得许多省市计量机构都建立了检定该测温仪的标准。由于影响辐射温度计的准确性的因素比较多,文章对在检定辐射温度计过程中应该注意的问题进行了论述,并给出一些计算方法。     

辐射源尺寸效应实验方案设计

在进行辐射温度计的校准时,辐射源尺寸效应会给校准结果带来影响,需设计一套实验方案,完成辐射源尺寸效应实验,以便在辐射温度计的校准中减小源尺寸效应的影响。本文重点讨论了适合本实验室的实验方案设计、实验过程及结果分析。同时对辐射温度计的校准给出了指导意见。     

提高辐射温度计检定结果准确度的方法研究

现行的辐射温度计检定规程,概念不够清晰,具体操作步骤描述过于简单,造成检定的实际测量条件有明显的差异,由此导致检定结果的差异。本文从技术角度出发,提出了一种可行的操作方法,力图提高辐射温度计检定结果的准确度。     

基于LabVIEW实现固定发射率辐射温度计校准的温度修正

在辐射温度计检定中,根据规程要求,需要将辐射温度计的发射率设置为1,而在实际校准辐射温度计的过程中发现大量发射率固定且不为1的情况,同样有用户要求校准后给出不同发射率下的辐射温度计修正值,为实现宽波段任意固定发射率辐射温度计在校准过程中的修正值计算,文章使用LabVIEW的两分法迭代实现Plank公式的积分算法,有效提高校准过程的自动化程度,文章用实例说明了两分法与普通步进算法的效率区别,从而高效的实现了任意波段、任意发射率、任意温度点的温度修正值计算。     

基于弹性夹具的辐射温度计检定装置研究

针对目前工作用辐射温度计检定工作存在的问题，提出一种基于弹性夹具的高重复性精度的辐射温度计检定装置。通过介绍装置结构和使用方法，阐明利用弹性夹具固定被检温度计具有更高的灵活性和通用性，以及“一副夹具安装一台被检，共用一个检定台”方式具有更高的机械化程度和工作效率。通过检测和试验结果表明，该装置重复性精度高。     

红外辐射温度计专用数字表的研制及评价

日本CHINO公司生产的IR-RST系列标准辐射温度计由于没有设计温度显示装置,无法实时显示温度,针对此类型温度计设计了一款专用的电压测量和温度显示,同时可提供24V直流电压的电测显示仪表。利用高等级的电压源和数字电压表,修正了本专用数字表的误差系数,并考核了稳定性,得到其最大相对误差不超过0.03%。与一款名义波长为0.65 μm的IR-RST辐射温度计配合使用,通过TG HT-9500型高温炉对其组合进行内插分度,实验结果证实分度后校准准确度优于0.03%,1 300 ℃时系统测量结果的扩展不确定度为0.62 ℃。     

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。     

Monochromator-Based Absolute Calibration of Radiation Thermometers

A monochromator integrating-sphere-based spectral comparator facility has been developed to calibrate standard radiation thermometers in terms of the absolute spectral radiance responsivity, traceable to the PTB cryogenic radiometer. The absolute responsivity calibration has been improved using a 75 W xenon lamp with a reflective mirror and imaging optics to a relative standard uncertainty at the peak wavelength of approximately 0.17 % (k = 1). Via a relative measurement of the out-of-band responsivity, the spectral responsivity of radiation thermometers can be fully characterized. To verify the calibration accuracy, the absolutely calibrated radiation thermometer is used to measure Au and Cu freezing-point temperatures and then to compare the obtained results with the values obtained by absolute methods, resulting in T ? T ₉₀ values of +52 mK and ?50 mK for the gold and copper fixed points, respectively.     

Procedure for Automated Evaluation of a Blackbody and a Surface Calibrator with a Radiation Thermometer

This article presents two procedures for evaluation of a blackbody and a surface calibrator, which are used for calibration of radiation thermometers and thermal imagers. For calibration purposes, it is important to determine their temperature stability and homogeneity. The developed automated bench was a very helpful tool for their evaluation. The complex measurement procedure can be performed because of its mechanical characteristics and very good positioning accuracy and repeatability. Evaluation results of one high-temperature blackbody source and two surface calibrators are presented.