这里所说的辐射实际上都是电磁波。所谓黑体,就是完全不反射光线的物体。在实际生活中,没有***的黑体,于是,人们就想到用一个空腔来当做黑体。其辐射就是黑体辐射。见图1.10。为了能够了解空腔内辐射的性质,空腔开了一个小孔。科学家可以通过小孔来观察记录黑体辐射的性质。经过大量的实验,科学家发现,在保持空腔壁处于同一温度的情况下,有以下两种情况:黑体炉的性质与空腔的大小无关。也就是说,如果图1.10中的空腔只有虚线所示的那么大,所测量的结果是一样的。这就是说,黑体辐射的性质是均匀的,处处都相同。它处于平衡状态,在热学中叫做平衡态。②黑体辐射的能量密度与频率有关。如图1.11所示。能量密度许多科学家的辛苦努力成果表明,以连续波为基础的经典物理理论不能解释图1.11所给出的实验曲线。BR400黑体炉控温方便,升温速度快,温度均匀性好,性能优异。腔体式黑体炉BR1000

建立的黑体炉空腔有效发射率0.99985~0.99994、亮度温度测量标准不确定度0.04℃~0.25℃,均达到国内比较高、国际先进水平。据项目负责人原遵东介绍,辐射测温不需要接触被测物体,测量准确度较高、动态性能好,被广泛应用于工业领域。黑体辐射是辐射测温的理论基础,绝大多数辐射温度计都需要用黑体辐射源来校准或检定。在中温区,黑体辐射源本身的溯源性能大都采用接触式标准温度计作为计量标准器。但由于辐射源的发射率不为1,黑体腔与标准温度计之间又存在温差,黑体辐射源的实际不确定度往往远超过接触式标准温度计的不确定度。这给黑体辐射源的应用带了了很大的技术风险。为此,中国计量院热工所开展了相关研究,旨在建立一套装置,为黑体辐射源提供亮度温度校准,使黑体辐射源能够直接作为亮度温度标准器,并提高其作为标准源的溯源性能。新型黑体炉图片因此不能笼统地以某一个黑体炉有效发射率值来评价腔体的好坏。

黑体炉的升温和降温时间也是黑体的重要特性,这一点虽然不能改变其测试性能,但能够极大地影响实验或生产效率。1℃的变化如果需要等待5分钟,这个时长会造成实验的拖延或不及时,或生产效率的降低,尤其是在需要不断改变黑体温度的情况下。DIAS的CS1500系列黑体,改变10℃以内的温度需要的温度稳定时间在60秒以内,无论是升温或降温情况下。DIAS的黑体可以在任意时间设置成任意想要的温度,不受步骤流程的约束,在降温过程中(低于0℃)。
黑体在工业上主要应用于测温领域,其主要的产品是黑体炉。对辐射温度计的校准、检定,通常采用比较法,就是通过高稳定度的辐射源(通常为黑体辐射源)和其他配套设备,将标准器所复现的温度与被检辐射温度计所复现的温度进行比较,以判断其是否合格或给出校准结果。在校准、检定工作中,辐射源一般在-6~1200℃(或1600℃)范围内可用开口式中、低温黑体炉,1200(或1600℃)~3200℃采用抽真空并充惰性气体保护的高温黑体炉。标准器分别为二等标准热电偶(二等标准铂电阻温度计)和标准光学(光电)高温计。辐射温度计是依据物体辐射的能量来测量温度的仪表。根据辐射理论,任何物体只要不处于-273.15℃,那么在其他任意温度下都存在热辐射。处于热平衡状态的黑体在半球方向的单色辐射出射度是波长和温度的函数。对辐射温度计的校准、检定,通常采用比较法,就是通过高稳定度的辐射源通常为黑体炉。

中国计量科学研究院基准髙温装置一高温光电比较仪光路图。工作时,小金点黑体炉经物镜成像于调制器7的狭缝上,经调制转换为交流光信号。信号由光导纤维混合、传输,并于聚光透镜焦点上聚焦,经聚光镜和干涉滤光片后,由聚光透镜14均匀地聚焦到光电倍增管的阴极上。经调制的光相位相反,当两束光亮度不等时,一个交变光能量由光电倍增管接收,使指零仪表不指“0”,调节被检灯电流,以达亮度平衡。若两光源亮度相等,则被检光源的亮度温度就等于标准光源的亮度温度。黑体炉是一种理想化的辐射体,它能吸收所有波长的辐射能量,没有能量的反射和透过。上海面源黑体炉
黑体炉由于加热的不均匀、外界环境影响以及加工精度等原因造成了其内部温度场是具有温度梯度的不均匀场。腔体式黑体炉BR1000
黑体炉改变10℃以内的温度需要的温度稳定时间在60秒以内,无论是升温或降温情况下。HGH的黑体可以在任意时间设置成任意想要的温度,不受步骤流程的约束,在降温过程中(低于0℃)。例如,当把一个黑体从100℃降温到25℃时,普通低温黑体大概需要15分钟;对于**黑体来说,它的典型冷却速率为0.2℃/s,所以只需要6分钟就可以从100℃降温到25℃;而HGH的DCN1000黑体系列,*需要3分钟。另外,对于双温应用(例如NETD),HGH研发了双发射面黑体:TwiN1000黑体。它们有两个**的发射面,温度范围0-150℃,可以满足在两种温度下同时工作的应用需求,是比短升温和降温时间更好的选择。腔体式黑体炉BR1000
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