發(fā)布時間：2017-10-06 01:34

  本文關鍵詞：190～340K真空標準黑體輻射源研究

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【摘要】：圍繞風云氣象衛(wèi)星紅外遙感亮度溫度溯源的迫切需求,中國計量科學研究院提出了國產遙感衛(wèi)星紅外亮度溫度標準研究方案,建立了真空亮度溫度標準裝置(Vacuum Radiance Temperature Standard Facility,VRTSF),為我國紅外遙感衛(wèi)星亮度溫度有效溯源提供了重要技術保障。其中,190~340 K真空標準黑體輻射源作為溯源標準器,是VRTSF裝置的核心設備。本論文系統(tǒng)地介紹了VRTSF裝置用190~340 K真空標準黑體輻射源的研究過程,包括指標的需求分析、設計方案、工作原理和性能評價等內容,詳細描述了190~340 K真空標準黑體輻射源在VRTSF裝置上的流程和測量了主要性能指標,評價了不確定度。本文的研究內容如下:(1)梳理我國航天紅外遙感載荷的實際需求,通過大量文獻調研和模擬仿真計算,提出了VRTSF用真空標準黑體輻射源的技術指標和設計方案。(2)提出了190~340K溫度范圍的高發(fā)射率真空標準黑體輻射源的設計方案,通過初步實驗驗證,確認了酒精恒溫槽的控溫方案和標準鉑電阻溫度的測溫方式。完成了真空標準黑體的安裝和系統(tǒng)調試。(3)進行了真空標準黑體輻射源的性能實驗,測量了黑體空腔溫度的軸向均勻性、穩(wěn)定性和溫度計的一致性。實驗結果表明,在-83℃時,黑體空腔的軸向溫度差最大為0.378℃;在20℃時,黑體空腔的軸向溫度差為0.004℃。在-83~67℃(190~340 K)范圍內,黑體空腔在30 min內的溫度穩(wěn)定性優(yōu)于0.026℃;在室溫條件下,測試了溫度計的一致性,120 min內溫度計的差異優(yōu)于0.007℃。(4)完成真空標準黑體輻射源的性能評價。根據黑體空腔溫度的軸向均勻性的實驗結果,計算了其對黑體空腔的法向發(fā)射率的影響,分析表明滿足設計要求。分析了真空標準黑體輻射源的各不確定度分量及其來源,包括空腔發(fā)射率、溫度計校準、溫度計穩(wěn)定性、空腔溫度穩(wěn)定性、腔底溫度均勻性、測溫儀表。4~14μm波長下的合成標準不確定度優(yōu)于0.030 K,其中在300 K時,10μm波長下的合成標準不確定度為0.016 K,真空標準黑體輻射源性能良好。
【關鍵詞】：標準黑體輻射源 溯源 黑體空腔 發(fā)射率 不確定度
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH811
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-21
• 1.1 研究背景及意義9-13
• 1.1.1 為衛(wèi)星紅外遙感測溫儀器提供溯源標準9-12
• 1.1.2 為紅外遙感儀器的亮溫傳遞建立計量保障12-13
• 1.2 國內外發(fā)展現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 俄羅斯光學和物理測量研究所（VNIIOFI）13-15
• 1.2.2 德國聯(lián)邦物理技術研究院（PTB）15-16
• 1.2.3 美國國家標準與技術研究院（NIST）16-18
• 1.2.4 中國計量科學研究院（NIM）18-19
• 1.3 主要研究內容19-20
• 1.4 本章小結20-21
• 第2章 理論基礎21-26
• 2.1 輻射21-22
• 2.1.1 熱輻射21-22
• 2.1.2 吸收、反射和透射22
• 2.2 黑體的輻射規(guī)律22-25
• 2.2.1 黑體22-24
• 2.2.2 普朗克定律24
• 2.2.3 發(fā)射率24-25
• 2.3 本章小結25-26
• 第3章 190 ~ 340 K真空標準黑體輻射源的研制26-40
• 3.1 VRTSF裝置及原理26-27
• 3.2 190 ~ 340 K真空標準黑體輻射源的技術指標27-28
• 3.3 190 ~ 340 K真空標準黑體輻射源的設計28-32
• 3.3.1 空腔結構設計28-29
• 3.3.2 傳熱控溫方式設計29-31
• 3.3.3 真空防漏熱設計31
• 3.3.4 抑制雜光設計31-32
• 3.3.5 溫度測量方式設計32
• 3.4 空腔表面的涂層材料32-33
• 3.5 黑體建模及空腔的穩(wěn)態(tài)熱分析33-34
• 3.6 黑體整體結構介紹34-35
• 3.7 黑體實驗裝置35-38
• 3.7.1 溫度標準器36-37
• 3.7.2 溫控儀器37-38
• 3.7.3 數(shù)據采集儀器38
• 3.8 工作方式38-39
• 3.9 本章小結39-40
• 第4章 190 ~ 340 K真空標準黑體輻射源的性能測試40-44
• 4.1 黑體空腔軸向溫度均勻性40-41
• 4.2 黑體空腔溫度穩(wěn)定性41-42
• 4.3 溫度計驗證42-43
• 4.4 本章小結43-44
• 第5章 性能評價及不確定度分析44-48
• 5.1 發(fā)射率44-45
• 5.2 不確定度分析45-47
• 5.2.1 不確定度來源45-46
• 5.2.2 合成標準不確定度46-47
• 5.3 本章小結47-48
• 結論48-49
• 致謝49-50
• 參考文獻50-53
• 攻讀學位期間取得學術成果53

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前7條

1 黃東濤,陸家欽,原遵東,段宇寧,趙琪;氨/不銹鋼熱管式標準黑體輻射源[J];計量學報;1997年01期

2 蘆靜華;劉剛;杜海輝;;大口徑標準黑體輻射源[J];計測技術;2008年S1期

3 張建鏞,易慶祥,王強,呂胡燕,宋彩瑜;常溫黑體輻射標準[J];計量學報;1989年01期

4 胡雪梅;;中溫黑體全輻照度裝置[J];應用光學;1992年02期

5 馮光達;;重視開發(fā)精密貴重儀器功能,提高其利用率[J];實驗技術與管理;1989年01期

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7 ;[J];;年期

中國碩士學位論文全文數(shù)據庫 前2條

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2 楊森;紅外輻照度測量儀的研制[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

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本文編號：979974