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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(kāi)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(kāi)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(jiàn)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(jiàn)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(kāi)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(kāi)口端越密。