中国计量科学研究院红外遥感领域计量创新研究团队,在红外遥感计量技术和新型红外遥感载荷定标技术等相关领域开展研究,团队负责人为郝小鹏研究员。在实验室定标方面,建立了我国真空低背景红外高光谱亮温标准装置(VRTSF),为FY-3、FY-4、GF-5、资源和海洋系列卫星红外遥感载荷开展了大量的计量校准服务,支撑了我国航天遥感技术高定量化的发展;在星上定标方面,承担了风云三号05星高光谱大气成像仪、中分辨光谱仪等在内的多个型号任务的空间黑体炉的研制,保证了我国高定量化红外载荷的高精度定标要求;在外场定标方面,研制了多种外场观测设备,如地/水表面红外辐射测温仪、水体剖面温度测量仪和多通道自校准热红外辐射计,经过不断改进优化,已形成多代产品,为热红外波段卫星载荷的外场定标实验提供数据支撑。采用各种手段使黑体腔体尽可能均匀,接近理想黑体炉的温场,是提高黑体炉性能的主要途径。黑体炉BR500
黑体炉标准的制定主要参照两方面的指标:一是要同时考虑制冷和制热性能;二是要完善全年控制策略。在全年能效的制定上,以APF或者IPLV作为参考指标,同时还要在全国不同气候区域中参考系统的全年耗电曲线。特别提出的是,在加入末端产品进行整体系统的能效评价后,对于整个系统标准的制定也更加的复杂。目前,标准中拟纳入的末端形式有以下几种:辐射采暖、强制性对流换热器、风机盘管、采暖散热器和地板采暖五种。因此在不同的末端形式下,对于出水温度的要求也不尽相同。标准也充分考虑到了这一点,以不同的出水温度为参考值。上海黑体炉校准工艺系统包括:红外热成像图像采集器1套、恒温黑体炉1套、工控服务器主机1套、云计算中心平台1套。
红外测温仪或者红外热像仪的芯片主要由ADC芯片和控制芯片设计组成,可实现按键控制、LCD显示、电量检测等功能。红外测温仪的工作过程:红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇集其视场内的目标红外辐射能量,视场的大小由测温仪的光学零件以及位置决定。被测物体辐射的红外首先进入测温仪的光学系统,再由光学系统汇聚射入的红外线,使能量更加集中;聚集后的红外线输入到光电探测器中,探测器的关键部件是红外线传感器,黑体炉的任务是把光信号转化为电信号;从光电探测器输出的电信号经过放大器和信号处理电路按照仪器内部的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。
在线红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。在线红外测温仪所测的温度是物体的辐射温度而不是物体的实际温度,由于juedui黑体是不存在的,在同一温度下实际物体热辐射总量总比***黑体fushe总量小,所以在线红外测温仪测出的温度肯定小于物体的真实温度。对照黑体炉测温时应尽可能将红外测温仪发射率设置(针对可调节发射率的在线红外测温仪)成与被测材料相同的发射率值的发射率,尽可能使测量示值与被测物的真实温度一致。在线红外测温仪的比较大优点是可实现非接触测量,并且可以容易地测得运动物体和难以接触的物体的温度。黑体炉为研究热辐射的基本理论提供了不可或缺的实验平台。
卫星遥感器在轨运行期间,除了利用星载黑体辐射源进行在轨辐射定标外,还需定期开展野外辐射校正场的替代定标工作。目前我国在野外辐射校正场的替代定标主要以人工现场测量的方式进行,所选取的辐射定标场一般为地物特征单一的偏远地区,外场定标频次较低(1~2次/年),难以准确反映卫星载荷的性能变化并对其及时进行校正。如何提高卫星遥感器外场定标的频次和时效性,保证分析遥感器衰变的有效数据量,对提高卫星遥感器的外场定标精度具有重要意义。通过对黑体辐射的研究,科学家们能够深入理解热辐射的本质和规律。高精度黑体炉BR70
将在线红外测温仪的发射率调整到和黑体炉一致。黑体炉BR500
国际上使用摄氏温标和热力学温标,1968年建立了国际实用温标。摄氏温标是以**的体膨胀与温度间的线性关系为基础的,它与已被取消的华氏温标间的换算关系式为热力学温标系以热力学第二定律为依据,理论上确定分子停止运动为***零度,但此温度目前无法实现。于是,设立了气体温度计,建立了热力学温标。其分度为水沸点至冰融点在标准大气压下之差为100K。由于气体温度计装置复杂,且不实用。为此,于1968年建立了国际实用温标(IPTS-68)。IPTS-68适用于测定任何温度,数值与热力学温度相近而又具有较高的复现性。IPTS-68是以一些可复现的平衡态的定点温度,以及能够精确分度的标准仪器(黑体炉)为标准校准设备的。由IPTS—68所定义的热力学温度(T68)和摄氏温度U68)间的关系为。 黑体炉BR500