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測溫黑體輻射源的結(jié)構(gòu)原理
測溫黑體輻射源的結(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,，且不論對于哪一種腔體,，實現(xiàn)紅外測溫儀腔體的等溫性是重要的。
用于校準各種輻射溫度計的黑體輻射源,，其設(shè)計問題包括腔體結(jié)構(gòu)的選擇,、實現(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,。這種腔體對開口端的過度冷卻不太敏感，同時比簡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，一般在這個部位都增加加熱元件的圈數(shù),，而且越靠近開口端越密,。