【摘要】：為了滿足我國(guó)航天紅外遙感亮度溫度溯源的迫切需求,中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院于2015年建立了一套真空低背景紅外遙感亮度溫度計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置,該裝置溫度范圍覆蓋(190~340)K,滿足了部分我國(guó)在研和未來規(guī)劃的航天重大工程和型號(hào)的量值計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的需求。為進(jìn)一步提升紅外遙感衛(wèi)星計(jì)量服務(wù)校準(zhǔn)的能力和水平,急需研制溫度范圍覆蓋(100~400)K的真空紅外亮溫標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射源,擴(kuò)展我國(guó)紅外遙感亮度溫度計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置所覆蓋的溫度范圍。本課題的主要研究?jī)?nèi)容如下:研制溫度范圍為(100~400)K的真空紅外亮溫標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射源裝置,該裝置的設(shè)計(jì)主要包括空腔結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)、黑體防漏熱設(shè)計(jì)、黑體控溫方式的設(shè)計(jì)、黑體溫度測(cè)量方式的設(shè)計(jì)等四大部分�？涨徊牧蠟樽香~,空腔形狀為圓柱-圓錐形,底部錐角為120°,空腔內(nèi)徑40 mm,開口直徑30 mm,空腔深度315 mm,空腔內(nèi)壁涂層材料為NEXTEL Velvet-Coating 811-21,該涂層發(fā)射率為0.96,該黑體空腔有效發(fā)射率優(yōu)于0.9998。溫度控制方案采用液氮制冷與3溫區(qū)PID加熱控溫實(shí)現(xiàn)黑體輻射源在(100~400)K范圍內(nèi)的溫度控制。通過精密鉑電阻溫度計(jì)與ASL-F500測(cè)溫電橋?qū)隗w空腔腔體軸向溫度以及腔底溫度進(jìn)行采集與測(cè)量,測(cè)試結(jié)果表明黑體軸向溫度均勻性優(yōu)于0.120 K,空腔底部的溫度穩(wěn)定性優(yōu)于0.020 K/20 min。將黑體輻射源放置于大氣室溫環(huán)境,進(jìn)行溫度計(jì)一致性實(shí)驗(yàn),測(cè)試結(jié)果表明20min內(nèi)溫度計(jì)一致性為0.021 K。依據(jù)黑體軸向溫度均勻性測(cè)試結(jié)果,采用蒙特卡洛發(fā)射率計(jì)算方法計(jì)算黑體溫度不均勻程度對(duì)空腔有效發(fā)射率的影響,其結(jié)果表明空腔溫度的不均勻性對(duì)空腔法向有效發(fā)射率的影響在0.003%以內(nèi)。評(píng)價(jià)了該黑體輻射源的不確定度,在(8~16)μm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度優(yōu)于0.030 K。
【圖文】：

地面實(shí)驗(yàn)室輻射定標(biāo)設(shè)備示意圖

圖 1.1 地面實(shí)驗(yàn)室輻射定標(biāo)設(shè)備示意圖星上遙感紅外成像儀器的定標(biāo)一般以定標(biāo)黑體作為成像儀器的標(biāo)準(zhǔn)輻射源。定標(biāo)方法如圖 1.2 所示，兩個(gè)分別被控制在紅外成像儀器觀測(cè)對(duì)象最低溫度和最高溫度的黑體輻射源，在紅外成像儀器對(duì)觀測(cè)對(duì)象進(jìn)行掃描成像時(shí)，，首先對(duì)兩個(gè)黑體輻射源進(jìn)行掃描成像，從而獲取觀測(cè)對(duì)象動(dòng)態(tài)上下限的輻射溫度。定標(biāo)過程完成后，將定標(biāo)點(diǎn)圖像數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)記錄并傳輸?shù)降孛婀ぷ髡�，通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理可得到成像儀器視場(chǎng)內(nèi)被測(cè)對(duì)象的輻射溫度[12-14]。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH811

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本文編號(hào)：2593728