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測(cè)溫黑體輻射源的結(jié)構(gòu)原理
測(cè)溫黑體輻射源的結(jié)構(gòu)原理 如果在密閉等溫腔體上開一小孔，則從小孔發(fā)射出的輻射應(yīng)該是遙真地模擬了的黑體輻射，且不論對(duì)于哪一種腔體，實(shí)現(xiàn)紅外測(cè)溫儀腔體的等溫性是重要的。
用于校準(zhǔn)各種輻射溫度計(jì)的黑體輻射源，其設(shè)計(jì)問(wèn)題包括腔體結(jié)構(gòu)的選擇、實(shí)現(xiàn)腔體等溫分布的方法、提高黑體空腔有效發(fā)射率的措施，以及預(yù)期要達(dá)到的穩(wěn)定的一溫度方法等。
腔體的幾何形狀，一般都考慮回錐體、球體、圓柱體或它們的組合體。球形腔體難以制作，也難以均勻加熱。圓柱形(圓筒形)腔體容易制作，但實(shí)現(xiàn)均勻地加熱也不太容易。雙錐形腔體，是經(jīng)常被采用的一種。這種腔體對(duì)開口端的過(guò)度冷卻不太敏感，同時(shí)比簡(jiǎn)單的錐形腔體有較高的有效發(fā)射率。包容腔體的大塊材料稱為芯子，理想的芯子材料應(yīng)該有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，以使腔壁的溫度梯度減少;在高溫下要有良好的抗氧化性能，大多數(shù)金屬材料在高溫下不氧化是很少見的，但希望氧化后氧化層不脫落，繼續(xù)附著在基休上。此外，還要求腔休材料有較高的發(fā)射率。
*上述要求的材料是很少見的。下面舉例說(shuō)明工作在不同溫度范圍的黑休空腔(芯子)所用的材料。水/銅型熱管黑體輻射源工作溫度范圍一般為40-150℃,它的腔體是用紫銅材料制作的。為提高其表面發(fā)射率，通常在腔體內(nèi)壁面上涂以各種黑色涂料。對(duì)于工作溫度在50-900℃范圍內(nèi)腔體材料一般選用不銹鋼。把不銹鋼腔體加熱到800℃, 在它的表面上能夠形成一層發(fā)射率為。那的穩(wěn)定載化膜, 因此在這一溫度范圍內(nèi)，不銹鋼是一種理想的腔體材料。
工作在1500℃以下的黑休空腔通常選擇高鋁管或剛玉管，但因這些材料發(fā)射率不高而且隨波長(zhǎng)的不同而變化，所以，都在高鋁或剛玉管的內(nèi)部涂以sic涂料，其發(fā)射率一般可達(dá)0.85-0.9。
退度在1500℃以上的黑體空腔，常采用高純高致密石墨管制作，在這種情況下，一般是給石墨管直接通電加熱，石墨管本身銳是加熱器又是黑體空腔。直接加熱石基管的黑休空腔高溫度可達(dá)3000℃左右。
中溫黑體爐黑體空腔的加熱元件，一般采用鎳鉻絲或鐵鉻鋁絲。為了改善黑體空腔溫度分布的均勻性，常常在腔體的外側(cè)采用加熱元件的不均勻繞法。例如，在腔體開口端附近熱損失較大，一般在這個(gè)部位都增加加熱元件的圈數(shù)，而且越靠近開口端越密。