介紹了中國計量科學(xué)研究院研制的真空汞固定點黑體輻射源的結(jié)構(gòu)、工作原理、性能測試結(jié)果和不確定度分析。真空汞固定點黑體輻射源灌注的是純度為99. 9999%的高純汞,黑體空腔開口直徑為25 mm,空腔內(nèi)徑為28 mm,深度為260 mm,表面噴涂了NEXTEL 811-21高發(fā)射率涂層,采用基于蒙特卡羅黑體發(fā)射率仿真計算的方法,計算了黑體空腔在波長為8～14μm的發(fā)射率,結(jié)果優(yōu)于0. 9999;在真空環(huán)境下,測試了真空汞固定點黑體輻射源的溫坪曲線和重復(fù)性等主要技術(shù)指標(biāo),結(jié)果表明真空汞固定點黑體輻射源溫坪穩(wěn)定性優(yōu)于2 m K,多次重復(fù)性優(yōu)于1 m K;分析了真空汞固定點黑體輻射源的不確定度來源,其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為16 m K。 

【文章來源】：計量學(xué)報. 2020,41(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

真空汞固定點黑體輻射源的整體設(shè)計方案

使用基于蒙特卡羅黑體發(fā)射率仿真軟件STEEP3計算了黑體空腔法向發(fā)射率。根據(jù)黑體空腔尺寸建立黑體空腔模型，將黑體腔內(nèi)壁表面噴涂的高發(fā)射率涂層(NEXTEL 811-21)的光譜發(fā)射率特性導(dǎo)入該黑體空腔涂層屬性中。在8～14μm的波長范圍內(nèi)，黑體空腔等溫時的法向發(fā)射率大于0.999 9。仿真計算結(jié)果如圖2所示。3.2 汞黑體空腔發(fā)射率的測量

在中國計量科學(xué)研究院建立的基于控制環(huán)境輻射的發(fā)射率測量裝置中測量汞黑體的空腔發(fā)射率[16,17]。此裝置包含兩種測量方式，第一種是通過紅外輻射溫度計(TRT)快速測量黑體8～14μm譜段的發(fā)射率;第二種是利用FTIR測量黑體的光譜發(fā)射率。該發(fā)射率測量裝置主要包括放置在黑體腔開口前的常溫(或高溫)輻射板、降低雜散輻射的水冷光闌、平面反射鏡、TRT、FTIR、電控平移臺、精密測溫儀(ASLF500)及計算機采集系統(tǒng)等。裝置示意圖如圖3所示。此發(fā)射率測量裝置工作在室溫大氣環(huán)境下。如圖3所示，將汞固定點黑體安裝于該裝置的待測黑體位置，并瞄準(zhǔn)汞固定點黑體空腔口部;使用TRT(或FTIR)測量汞黑體的輻射亮度信號，在汞固定點黑體前放置2個不同溫度的高發(fā)射率的輻射板，通過電控平移臺將2個輻射板交替移動于黑體正前方，即可實現(xiàn)控制環(huán)境輻射的黑體發(fā)射率測量。實驗中通過測量汞固定點黑體反射的能量變化，計算出汞固定點黑體的反射率從而得到其發(fā)射率。實驗流程為，將輻射板移動到黑體輻射源口部和水冷光闌之間，由TRT(FTIR)測得黑體輻射源的輻射信號，與此同時使用ASLF500采集汞固定點黑體、常溫輻射板和高溫輻射板的接觸溫度，并記錄室溫;如此反復(fù)測量10次。取10次結(jié)果的平均值為黑體空腔發(fā)射率。實驗結(jié)果表明:TRT測量汞固定點黑體空腔發(fā)射率為0.999 7;光譜儀測量結(jié)果在波長為8～14μm的范圍內(nèi)優(yōu)于0.999 8。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]真空低背景紅外高光譜亮溫計量標(biāo)準(zhǔn)裝置研制[J]. 宋健,郝小鵬,丁雷,李凱,孫建平.  紅外與激光工程. 2019(10)
[2]紅外高光譜大氣探測儀星載固定點黑體輻射源的研制[J]. 胡朝云,郝小鵬,宋健,文平,常稼強,顧明劍,丁雷.  計量學(xué)報. 2019(02)
[3]100～400 K真空紅外亮溫標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射源研制[J]. 舒心,郝小鵬,宋健,原遵東,薛生虎,胡朝云.  計量學(xué)報. 2019(01)
[4]基于控制環(huán)境輻射的黑體輻射源發(fā)射率測量方法研究[J]. 宋健,郝小鵬,原遵東,劉曾林,許敏,丁雷.  中國激光. 2015(09)
[5]風(fēng)云衛(wèi)星的紅外遙感亮度溫度國家計量標(biāo)準(zhǔn)裝置[J]. 郝小鵬,宋健,孫建平,許敏,原遵東,劉曾林.  光學(xué)精密工程. 2015(07)
[6]發(fā)射率影響修正近似公式及其適用性分析[J]. 原遵東,陳桂生.  計量技術(shù). 2013 (04)



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