黑體，黑體輻射爐，黑體輻射源，紅外標(biāo)定源
●發(fā)布時(shí)間：2012-3-14 ●
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黑體的定義：
能全部吸收外部的輻射能量，同時(shí)能全部輻射出自身全部能量的物體。量化說(shuō)明為：吸收率為1，發(fā)射率為1。
黑體又可以叫黑體輻射爐、黑體輻射源、紅外標(biāo)定源等。
黑體的主要技術(shù)指標(biāo)：黑體的發(fā)射率，黑體腔口直徑，溫度均勻性和輻射溫度不確定度。因此為了確保黑體的產(chǎn)品質(zhì)量，通常黑體都是按溫度分段設(shè)計(jì)。
黑體2種基本類型：腔式黑體和面源黑體
黑體的用途
黑體的主要功能是產(chǎn)生一定溫度下的標(biāo)準(zhǔn)輻射。因此在溫度計(jì)量中主要用于檢定各種輻射溫度計(jì)，如光學(xué)高溫計(jì)、紅外溫度計(jì)、紅外熱像儀等。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，黑體的用途已經(jīng)不局限于在溫度計(jì)量方面的應(yīng)用。在光學(xué)方面，已經(jīng)普遍采用黑體作為標(biāo)準(zhǔn)輻射源和標(biāo)準(zhǔn)背景光源。在測(cè)量領(lǐng)域里，黑體已經(jīng)用于測(cè)量材料的光譜發(fā)射、吸收和反射特性。在高能物理的研究中，黑體已經(jīng)用作為產(chǎn)生中子源。
在20世紀(jì)60年代，中溫黑體就有人開(kāi)始研究，因?yàn)楫?dāng)時(shí)的技術(shù)條件限制，對(duì)黑體技術(shù)（如黑體腔、等溫黑體腔、黑體發(fā)射率等）認(rèn)識(shí)不足，甚至將熱電偶檢定爐的中間放置一個(gè)靶子就看作是黑體。
自從美國(guó)在越南戰(zhàn)爭(zhēng)首次使用紅外技術(shù)，成功地偵察到密林中的胡志明小道后（注：當(dāng)時(shí)胡志明小道是運(yùn)輸線），拉開(kāi)了紅外技術(shù)在軍事上應(yīng)用的序幕。隨后，各國(guó)都開(kāi)展了紅外偵察、紅外偽裝、紅外制導(dǎo)、紅外誘餌、空中防衛(wèi)等技術(shù)的研究工作，這就促進(jìn)了對(duì)黑體技術(shù)的研究，尤其是對(duì)中低溫黑體的研究。因此國(guó)外在20世紀(jì)80年代就已經(jīng)有低溫黑體，我國(guó)對(duì)低溫黑體的研究，是從20世紀(jì)90開(kāi)始。
近30年來(lái)，紅外技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于民用，如紅外資源衛(wèi)星、紅外氣象衛(wèi)星、紅外加熱、紅外干燥、醫(yī)用紅外、紅外測(cè)溫等，同時(shí)開(kāi)始了民用黑體產(chǎn)品的研究。尤其是近20年來(lái)，紅外溫度計(jì)的廣泛應(yīng)用，作為紅外溫度計(jì)檢定用的主要設(shè)備－黑體的市場(chǎng)需求量增加，這促進(jìn)了黑體技術(shù)向產(chǎn)品化傳化的進(jìn)度。
對(duì)黑體技術(shù)的研究，尤其是對(duì)黑體發(fā)射率技術(shù)的研制，從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，一直是斷斷續(xù)續(xù)地進(jìn)行著。國(guó)內(nèi)一些大學(xué)，對(duì)黑體發(fā)射率進(jìn)行研究，并根據(jù)輻射換熱原理，對(duì)當(dāng)時(shí)的黑體產(chǎn)品研究出一套發(fā)射率的計(jì)算方法。同時(shí)，形成了對(duì)圓柱形黑體腔，腔體長(zhǎng)度和腔口之比（稱為形腔比）為一個(gè)固定的模式。1998年，在國(guó)防計(jì)量科研課題的研究中，俞倫鵬在基于等溫和漫反射的基礎(chǔ)上，應(yīng)用輻射換熱原理，導(dǎo)出了黑體發(fā)射率全新的計(jì)算公式，從理論上證明了只要黑體腔內(nèi)表面溫度均勻且為漫反射，黑體的發(fā)射率只與黑體的腔口面積與內(nèi)表面面積之比、黑體腔內(nèi)表面發(fā)射率有關(guān)，而與黑體的形狀、黑體的溫度無(wú)關(guān)，系統(tǒng)闡述了黑體發(fā)射率的理論，使得對(duì)黑體發(fā)射率理論的研究，向前邁進(jìn)了一步，同時(shí)對(duì)于黑體的研制和生產(chǎn)，有著極大的指導(dǎo)意義。
對(duì)于腔式黑體，也是一個(gè)逐步發(fā)展過(guò)程。從開(kāi)始研制出雛形黑體，到開(kāi)始重視形腔比，因此改進(jìn)黑體腔按照一定的形腔比設(shè)計(jì)，將黑體的性能進(jìn)行提高；到開(kāi)始重視黑體的等溫段，盡量提高黑體的等溫區(qū)域，將黑體的性能進(jìn)一步提高；到目前為止，應(yīng)用黑體發(fā)射率的理論計(jì)算公式指出的改進(jìn)途徑，使黑體的性能又得到提高；這就是一個(gè)不斷發(fā)展和不斷完善的過(guò)程。
在黑體的設(shè)計(jì)上，人們對(duì)于黑體的等溫特性越來(lái)越重視，黑體腔內(nèi)表面的溫度均勻性已經(jīng)作為黑體設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)之一；因此對(duì)于有的黑體內(nèi)表面溫度均勻性較好的黑體，又稱為“等溫黑體”。對(duì)于黑體內(nèi)表面溫度均勻性的要求，將熱管技術(shù)應(yīng)用于黑體，黑體內(nèi)表面等溫效果很好，因此近代使用熱管技術(shù)研制出的黑體，稱為熱管黑體。熱管黑體是等溫黑體的一種。
隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，需要更高精度的黑體作為標(biāo)準(zhǔn)輻射源，尤其在300℃以下溫度段。因此又發(fā)展了高精度的黑體，這些黑體輻射溫度的準(zhǔn)確度在（0.1～0.5）℃和0.01℃分別率。
德國(guó)DIAS紅外公司的黑體有CS110、CS400、CS500、CS1500、CS1700，型號(hào)中數(shù)字即為其最高溫度。DIAS是一家極具開(kāi)發(fā)能力的公司，未來(lái)的黑體溫度最高可達(dá)3500度。
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