黑體輻射源溯源系統通過總局專家組驗收

日前，由中國計量科學研究院（以下簡稱“中國計量院“）承擔完成的質檢公益性行業科研專項項目“黑體輻射源溯源系統建立”順利通過國家質檢總局科技司組織的專家組驗收。項目成功實現了在-30℃~961.78 ℃范圍內，直接將黑體輻射源作為亮度溫度標準器，對黑體輻射源亮度溫度進行精確校準。建立的黑體輻射源組空腔有效發射率0.99985~0.99994、亮度溫度測量標準不確定度0.04℃~0.25℃，均達到國內最高、國際先進水平。
    據項目負責人原遵東介紹，輻射測溫不需要接觸被測物體，測量準確度較高、動態性能好，被廣泛應用于工業領域。黑體輻射是輻射測溫的理論基礎，絕大多數輻射溫度計都需要用黑體輻射源來校準或檢定。在中溫區，黑體輻射源本身的溯源性能大都采用接觸式標準溫度計作為計量標準器。但由于輻射源的發射率不為1，黑體腔與標準溫度計之間又存在溫差，黑體輻射源的實際不確定度往往遠超過接觸式標準溫度計的不確定度。這給黑體輻射源的應用帶了了很大的技術風險。為此，中國計量院熱工所開展了相關研究，旨在建立一套裝置，為黑體輻射源提供亮度溫度校準，使黑體輻射源能夠直接作為亮度溫度標準器，并提高其作為標準源的溯源性能。
    項目組通過攻關，成功建立了-30℃~962℃標準黑體輻射源組和多波長亮度溫度比較裝置，實現了該溫區變溫黑體輻射源亮度溫度的校準。其中，標準黑體輻射源組采用V型槽表面的黑體空腔設計，在49~80mm大口徑條件下實現了0.99985~0.99994的空腔有效發射率；多波長亮度溫度比較輻射溫度計組覆蓋0.65、0.9（0.8）、1.6、2.0（或2.2~2.7）、3.9、8-14μm等輻射測溫常用波長或波段；有效亮度溫度校準的標準不確定度達到0.04℃~0.25℃，在中溫區將我國變溫黑體的亮度溫度最好不確定度減小了約1個數量級。

    此外，項目首次提出了有效亮度溫度理論和黑體輻射源的多波長亮度溫度校準方法，體現了實際中低溫紅外亮度溫度測量中不可避免的環境輻射的貢獻；分析了經典發射率修正近似公式的局限性，推導了有效亮度溫度發射率修正公式。該公式對于溫度范圍和測溫波長具有廣泛適用性，為輻射溫度計和輻射源校準中發射率修正計算與不確定度評定提供了參考依據。

    項目研究成果使我國黑體輻射源直接作為亮度溫度標準器成為可能，為提高省市級計量部門的黑體輻射源的應用水平，解決我國紅外標準輻射溫度計急需的溯源要求，并最終提高工業級輻射溫度計的檢定校準水平具有重要意義。

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