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額溫槍鑒定槽運用
閱讀：1903 發(fā)布時間：2020-3-10近些年,隨著技術的發(fā)展,新型低溫黑體輻射源開始出現(xiàn),使得輻射測溫的下限由-20℃下延至-50℃。這類黑體輻射源的設計原理是使用低溫液體作為恒溫介質,將黑體腔體放置在低溫液體內,通過控制低溫液體的溫度使腔體達到恒溫。
由于液體介質的溫度均勻性可以控制在一個非常小的數(shù)量級,減小了測量中腔體溫度均勻所引入的不確定度分量,其穩(wěn)定性一般不高±0.1℃/1嘞 ,有效輻射率可以控制在0.995以上。這為輻射測溫在低溫范圍的量值傳遞的準確性提供了有力的技術支持。
直溫差不大于0.10℃,溫度波動度不大于0.1℃/10min。如果使用這種低溫槽作為載體進行改造,將輻射黑體源的腔體置于恒溫槽的工作區(qū)域內,其腔體內的溫度均勻性和波動度都可以達到現(xiàn)有產品的水平。
具體方案具體設計方案有兩種。一種是立式腔體放置方式(見圖/ a ),將黑體輻射源的腔體垂直置于恒溫槽的低溫液體內,可以使用低溫槽原有的開槽孔,將腔體垂直固定在低溫槽的檢測平臺上。這種方案的優(yōu)點是機械加工工藝簡單,但是由于其腔體垂直立于低溫槽內,而低溫槽的高度不低于1.2m,檢定時需將輻射測溫儀器對準腔體中心進行瞄準,并保持合適的測量距離,而且光學瞄準非常重要,所以采用橫置方式更加實用。而黑體輻射源的腔體設計方案各不相同,只需滿足有效的目標直徑,其結構需滿足有效發(fā)射率高于0.995,在此不進行深入討論。
2.腔體的除霜設計輻射測溫的技術要求中,有效發(fā)射率是黑體輻射源的重要參數(shù)之一。常用的腔體式結構在低溫時會因腔體表面附著冰霜而導致黑體輻射源有效發(fā)射率降低,需要使用相應的裝置防止?jié)駶櫩諝膺M入腔體內。現(xiàn)階段,針對低溫黑體輻射源腔體結霜常用的解決方法有兩種。第-種是加裝光學窗口,并將干燥氣體沖人腔體內。這種方案的優(yōu)點是設計簡單,除霜效果明顯,但由于加人光學窗口玻璃會引入窗口溫度誤差,在計算測量結果時需要對其進行修正。進行窗口溫度的誤差修正,但是其結構相對復雜。從測量的方便性推薦第二種方案。其設計難點主要是需要加裝-個氣簾裝置,此系統(tǒng)需要一個干燥模塊對充入的氣體進行干燥,然后再通過特殊的氣孔設計對黑體輻射源進行充氣。通過干燥模塊將空氣里的水分脫離再充人低溫腔體內,就可以避免低溫腔體的內壁結霜。同時,這個氣簾裝置還可以防止外部空氣進入腔體,基本可以消除結霜對腔體有效發(fā)射率的影響。這個氣簾的結構設計比較復雜,大體結構需要一個環(huán)狀管,并在管體內側適當位置打孔,孔徑的大小和角度需要通過實驗進行驗證,也可以依托虛擬軟件進行模擬實驗,確定其適合的參數(shù)并配合選用的腔體的窗口直徑的尺寸。采用恒溫槽方案的黑體輻射…將低溫恒溫槽改造為黑體輻射源,其工作范圍基本與所用的標準低溫槽一致,而且低溫槽的溫度均勻性和控溫穩(wěn)定性好,可以減小黑體腔體等溫性引入的溫度不確定度分量,提高黑體溫度的復現(xiàn)能力。其溫度參數(shù)明顯優(yōu)于使用加熱絲恒溫的變溫黑體輻射源。而這類改造方案的可操作性和性價比都很好,也適用于其他溫度標準恒溫槽的黑體輻射源改造。