【摘要】：圍繞風(fēng)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(xué)研究院提出了國產(chǎn)遙感衛(wèi)星紅外亮度溫度標(biāo)準(zhǔn)研究方案,建立了真空亮度溫度標(biāo)準(zhǔn)裝置(VRTSF)和紅外遙感亮溫標(biāo)準(zhǔn)量值傳遞體系,保障了我國紅外遙感衛(wèi)星亮度溫度的有效溯源。該裝置通過高分辨的傅立葉光譜儀和8~14μm光譜響應(yīng)的紅外輻射溫度計作為量值傳遞儀器,以溫度范圍至190~340 K的變溫黑體輻射源作為亮溫溯源標(biāo)準(zhǔn),建立了光譜測量范圍為3~1000μm紅外遙感亮溫標(biāo)準(zhǔn)量值傳遞體系。本論文系統(tǒng)地介紹了真空亮度溫度標(biāo)準(zhǔn)裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理和校準(zhǔn)過程。其中,研制一種8~14μm真空紅外輻射溫度計,可以實現(xiàn)在真空低溫環(huán)境的亮溫測量和傳遞。在大氣和真空條件下分別對190~340 K真空標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射源的多個溫度點的亮溫進(jìn)行了測量,驗證了該溫度計在大氣和真空下的量值一致性。建立了基于VRSTF的光譜式亮度溫度校準(zhǔn)理論模型,該模型以傅立葉紅外光譜儀作為的量值傳遞儀器,實現(xiàn)了黑體在8~16μm光譜式亮溫測量,并且對XXX黑體進(jìn)行了亮溫校準(zhǔn)實驗。同時,以8~14μm真空紅外輻射溫度計作為該波段的量值傳遞儀器,建立了基于VRSTF的波段式亮度溫度校準(zhǔn)理論模型,通過190~340 K變溫黑體輻射源對其量值進(jìn)行了修正,完成了風(fēng)云2號衛(wèi)星真空定標(biāo)黑體的亮溫校準(zhǔn)實驗�；谡婵盏捅尘昂教旒t外遙感亮度溫度的溯源需求,研制了溫度范圍覆蓋180~500 K,用于紅外遙感載荷定標(biāo)的高精度真空黑體輻射源。本文介紹了該黑體輻射源的構(gòu)造及其控溫系統(tǒng),在真空低背景(液氮冷卻)環(huán)境下對該黑體進(jìn)行了性能測試,包括升降溫速率、控溫穩(wěn)定性。在大氣室溫環(huán)境下,利用控制環(huán)境輻射反射比發(fā)射率測量方法測量了黑體空腔發(fā)射率和利用紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射溫度計測量空腔底部溫度均勻性等主要技術(shù)指標(biāo)。實驗結(jié)果表明,升溫速率為1℃/min下,控制到溫度點的穩(wěn)定時間優(yōu)于50 min,并且十分鐘內(nèi)的溫度穩(wěn)定性在0.01℃以內(nèi);黑體溫度設(shè)置在20℃、30℃和50℃下空腔發(fā)射率的測量結(jié)果分別為0.9965、0.9966和0.9963;其黑體底部溫度均勻性優(yōu)于0.03℃。
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P407;P412.27
【圖文】：

光譜測量范圍為2.5 ~ 100 μm（Mekhontsev et al.，2011），如圖1-2所示。為了滿足實際定標(biāo)的需要，設(shè)計了可以改變溫度的真空實驗艙，使量值傳遞盡量接近于實際工作狀況。該項目自2012年啟動，預(yù)計2015年底完成。其測量方案具有多種功能，可以滿足被校黑體的亮度溫度溯源和黑體空腔發(fā)射率測量，同時還可以滿足樣品的表面發(fā)射率和反射率測量，如圖1-3所示。目前美國地球觀測系列衛(wèi)星的定標(biāo)水平在0.2 ~0.3 ℃的水平，而未來5~10年的目標(biāo)為0.1 ℃。圖 1-2 美國 NIST 紅外遙感亮度溫度溯源系統(tǒng)框圖

圖 1-3 CBS3 系統(tǒng)示意圖歐 洲 在 該 領(lǐng) 域 的 研 究 也 在 持 續(xù) 開 展 ， 德 國 聯(lián) 邦 物 理 技 術(shù) 研 究Physikalisch-TechnischeBundesanstalt，PTB）為歐洲局部觀察大氣輻射亮度（GLORIA）建立了真空低背景亮度溫度溯源系統(tǒng)，研制的低背景校準(zhǔn)裝

口部直徑為20 mm，發(fā)射率不低于0.9996，穩(wěn)定性在0.1 ℃以內(nèi)（Monte et al.，2013），（Morozova et al.，2008），并且為相應(yīng)的黑體輻射源提供溯源服務(wù)，系統(tǒng)如圖1-4所示。其亮度溫度傳遞系統(tǒng)圖如圖1-5所示，其傳遞體系與NIST基本一致，只是所選擇的固定點黑體和變溫黑體的形式和溫度范圍有所區(qū)別而已。2013年6月剛剛完成GLORIA的定標(biāo)黑體的紅外亮度溫度溯源工作。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2779486