文档介绍：辐射源
人工标准黑体辐射源
自然辐射源
人工辐射源
标准照明体和标准光源
色温变换及光谱能量分布特性的改变
自然界中并不存在能够在任何温度下全部吸收所有波长辐射的绝对黑体,但用人工方法可制成尽可能接近绝对黑体的辐射源,也称为黑体模型器(Black-body simulator)。
黑体按工作温度大致分为三类:
高温黑体(温度高于1000K)
中温黑体(5001000K)
低温黑体(10500K)
腔型黑体辐射源
腔型黑体辐射源的辐射发射率非常接近1。 -
第二章热辐射定律及辐射源
人工标准黑体辐射源
主要包括:黑体芯子、加热绕组、测量腔体温度的温度计、测量芯子温度的温度计、温度控制器
第二章热辐射定律及辐射源
典型的腔型黑体辐射源结构:
芯子材料:1400K以上的黑体腔,选用石墨或陶瓷;1400K以下选用铬镍不锈钢;低于600K选用铜。
加热绕组常用镍铬丝线圈
铂电阻温度计插入腔体测量腔体温度,另一个温度计插入芯子并接温度控制器,来控制芯子的温度。温度控制的稳定性决定了黑体的精度。
L
2R
L
L
L
2R
2R
2R
锥形腔
柱形腔
球形腔
倒转锥形腔
空腔的有效发射率为
第二章热辐射定律及辐射源
典型腔式结构断面示意图
其中, 0和S分别为腔内壁的材料发射率和面积(包括开孔面积);S为开孔面积; 为黑体开孔面积所对应腔底的立体角。
表征黑体性能参数的主要指标
1) 发射率
2) 黑体辐射面的温度均匀性
3) 辐射孔面积
4) 温度范围
5) 温度控制精度
热成像系统的校准和红外辐射计量需要采用大面积的面型黑体辐射源。
面型黑体源主要用于均匀性和系统响应等的测量或标定
常采用面型差分黑体源
(Differential Blackbody)作为热成像系统信号响应和性能测量的辐射源。
第二章热辐射定律及辐射源
面型黑体源"extended source plate" type black body
黑体源采用高导热性的材料制作面型黑体,并在其表面涂高辐射率的涂料, 采用半导体帕尔帖效应实现黑体温度的控制;
靶标采用高导热性的金属
制作,上面掏出靶标形状;
靶标
靶标支撑架
黑体源
靶标温度
传感器
靶标处于环境温度中,通过靶标温度器测量靶标温度;
根据需要的温差设置黑体温度.
靶标
第二章热辐射定律及辐射源
面型差分黑体源
测量靶标可以有多种形状或热对比度等参量
实际应用中常将靶标安置在靶标轮上,实现多种靶标的快速调整或选择。
第二章热辐射定律及辐射源
面型温差黑体源
在黑体源的实际应用中,往往需要通过红外平行光管将黑体目标(即靶标形状的黑体辐射)投射到无穷远。
红外平行光管一般采用离轴抛物面反射镜。
由于靶标与环境温度一致,所以环境温度的波动将影响到测试结果,只适用于实验室等环境温度波动不大的环境。
第二章热辐射定律及辐射源