NEWS / 新闻中心
【知识分享】MIKRON黑体炉知识解答
来源: | 作者:上海明策 | 发布时间: 2021-12-14 | 905 次浏览 | 分享到:

MIKRON黑体炉作用

红外测温仪、热像仪和辐射测量仪等产品的测量是否准确,与目标物体的红外线辐射特性有关,唯一的办法是用一具有已知辐射系数和温度标准的光源去校准。

Mikron黑体炉原理:

任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的,也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关,因而被称之为热辐射。为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律,物理学家们定义了一种理想物体——黑体(black body),以此作为热辐射研究的标准物体。

     所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收,既没有反射,也没有透射( 当然黑体仍然要向外辐射)。显然自然界不存在真正的黑体,但许多地物是较好的黑体近似( 在某些波段上)。

       基尔霍夫辐射定律(Kirchhoff),在热平衡状态的物体所辐射的能量与吸收的能量之比与物体本身物性无关,只与波长和温度有关。按照基尔霍夫辐射定律,在一定温度下,黑体必然是辐射本领最大的物体,可叫作完全辐射体。

    普朗克辐射定律(Planck)则给出了黑体辐射的具体谱分布,在一定温度下,单位面积的黑体在单位时间、单位立体角内和单位波长间隔内辐射出的能量为

B(λ,T)=2hc2 /λ5 ·1/exp(hc/λRT)-1

    B(λ,T)—黑体的光谱辐射亮度(W,m-2 ,Sr-1 ,μm-1 )

    λ—辐射波长(μm)

    T—黑体绝对温度(K、T=t+273k)

    C—光速(2.998×108 m·s-1 )

    h—普朗克常数, 6.626×10-34  J·S

    K—波尔兹曼常数(Bolfzmann), 1.380×10-23  J·K-1 基本物理常数

                                        

    由图1可以看出:

    ①在一定温度下,黑体的谱辐射亮度存在一个极值,这个极值的位置与温度有关, 这就是维恩位移定律(Wien):

    λm T=2.898×103 (μm·K)

    λm —最大黑体谱辐射亮度处的波长(μm)

    T—黑体的绝对温度(K)

     根据维恩定律,我们可以估算,当T~6000K时,λm ~0.48μm(绿色)。这就是太阳辐射中大致的最大谱辐射亮度处。

    当T~300K, λm~9.6μm,这就是地球物体辐射中大致最大谱辐射亮度处。

    ②在任一波长处,高温黑体的谱辐射亮度绝对大于低温黑体的谱辐射亮度,不论这个波长是否是光谱最大辐射亮度处。

    如果把B(λ,T)对所有的波长积分,同时也对各个辐射方向积分,那么可得到斯特番—波耳兹曼定律(Stefan-Boltzmann),绝对温度为T的黑体单位面积在单位时间内向空间各方向辐射出的总能量为B(T)

B(T)=δT4  (W·m-2 )

    δ为Stefan-Boltzmann常数, 等于5.67×10-8  W·m-2 ·K-4

腔体辐射理论:

基尔霍夫定律证明密闭空腔内的辐射就是黑体的辐射。但是,实际用作标准的黑体型辐射源,都是开有小孔的空腔,小孔的辐射只能近似于黑体的辐射,由于从小孔入射的辐射总有一小部分从小孔选出,因此其发射率略小于1。习惯上就把这种开有小孔的空腔叫做黑体源或称黑体炉。

图2列出的是各种黑体炉腔体形状,腔体长度为小孔直径的六倍以上,以保证辐射光极大部分被吸收掉。

一般的黑体源,其辐射系数达到98%的效率,少数实验使用的黑体源可达到99.98%的效率。

Mikron黑体炉推荐

黑体炉M335

优势特点

1、  体积小、重量轻、便于携带;

2、  设备坚固可靠,使用寿命长;

3、  设备为高温校准源,温度范围宽,最高温度可达1500℃;

4、  能够精确、稳定、快速至仪器校准范围内指定温度,升温至1400℃最快仅需20分钟;

5、  黑体球腔结构,热均匀度非常好。

黑体炉M310

优势特点

1、体积小,重量轻,便宜携带;

2、仪器坚固,使用寿命长;

3、能够精准、稳定、快速至仪器校准范围内指定温度;

4、辐射率高,孔径尺寸大,适宜用于多种测温设备校准,尤其长波段测温设备;

5、仪器操作简单。