将红外系统送入太空任务之前，通常需要使用位于冷却真空舱中的黑体进行测试，以模拟太空环境。这些黑体的设计因一系列特殊需求而成为技术上的挑战，包括：能够在真空条件下工作，能够承受极低温度，对黑体发射器温度的精确调节，以及从舱外控制中心对位于真空舱内的黑体进行远程控制。

VSB黑体是由Inframet推出的一种新型黑体，旨在满足空间实验室的需求。其控制软件可在模拟地球温度目标的同时，在太空环境条件下工作。

VSB黑体的发射器尺寸范围为50x50mm到150x150mm，发射器温度通过附着在发射器上的一系列加热元件调节，温度稳定性通过超精密算法实现。该黑体专为远程控制而优化，可以通过舱外的PC控制位于真空舱内的黑体。此外，VSB黑体还经过优化，可与MRW-8旋转轮协同工作。

VSB黑体是一种超高精度的面状黑体，设计用于在冷却真空舱（环境温度为-173°C至-33°C）中模拟低至中等温度目标（-10°C至+200°C）。VSB黑体由四个模块组成：VSB黑体头、VDC电源、PC组件以及VSB控制计算机程序。只有VSB黑体头可以放入真空舱中。VSB黑体还可以选配MRW-8旋转轮，以满足特殊需求。

一、什么是真空黑体源

定义

真空黑体源是一种将黑体辐射源放置在真空环境中的装置。黑体源本身是一种理想化的热辐射体，它能够吸收所有照射到它表面的电磁辐射，并且在热平衡状态下，其发射的电磁辐射能量仅与温度有关。而真空黑体源通过将黑体源置于真空腔室中，以减少空气对流和热传导对黑体辐射的影响，从而获得更纯净、更准确的热辐射信号。

一、结构组成

黑体腔：这是真空黑体源的核心部分，它的形状通常为球形、圆柱形或长方体等。黑体腔的内壁材料具有高吸收率和高发射率，以接近理想黑体的辐射特性。例如，一些高性能的真空黑体源的黑体腔内壁会采用特殊的涂层，如碳黑涂层，其发射率可以达到 0.99 以上。

真空腔室：用于创造和维持真空环境，一般由金属材料制成，如不锈钢。真空腔室配备有真空泵接口，通过真空泵可以将腔室内的空气抽出，达到所需的真空度。常见的真空度可以达到 10⁻³ Pa 甚至更高。

加热与温度控制系统：能够精确控制黑体腔的温度，使黑体在不同的设定温度下产生稳定的辐射。加热系统可以是电阻加热、感应加热等方式。温度控制系统通常采用高精度的温度传感器（如铂电阻温度计）来监测温度，并通过反馈控制算法来调节加热功率，确保黑体腔温度的稳定性和准确性。温度控制精度可以达到 ±0.1℃甚至更高。

窗口材料：真空腔室上有用于辐射输出的窗口，窗口材料需要在红外波段具有高透过率，同时能够承受真空环境和一定的温度。例如，常用的窗口材料有氟化钙（CaF₂）、蓝宝石（Al₂O₃）等，氟化钙在 2 - 10μm 红外波段的透过率较高，能够有效地将黑体腔内的辐射传输出来。

二、工作原理

首先，通过真空泵将真空腔室抽至所需的真空度，减少空气对流和热传导对黑体辐射的影响。然后，加热系统根据设定的温度对黑体腔进行加热，当黑体腔达到热平衡状态时，它会按照黑体辐射定律发射电磁辐射。由于黑体腔内壁的高吸收率和高发射率特性，其发射的辐射能量主要取决于黑体腔的温度。辐射通过真空腔室的窗口输出，可用于校准红外探测器、热成像系统等设备。

三、真空黑体源的作用

校准与标定：

红外测温设备校准：对于红外测温仪、红外热像仪等红外探测设备，真空黑体源可作为标准的辐射源对其进行校准，以确保这些设备在不同环境和温度条件下的测温准确性。例如，在工业生产中，红外测温设备常用于监测生产过程中的温度变化，其准确性对于产品质量和生产安全至关重要，使用真空黑体源进行校准可以有效提高设备的可靠性。

航天及卫星设备标定：在航天领域，卫星上搭载的红外遥感仪器等对温度的测量精度要求极高。真空黑体源能够在接近太空环境的真空条件下提供准确的温度辐射，用于标定这些航天设备，确保它们在太空中能够准确地获取目标物体的温度信息，为气象观测、地球资源探测等提供准确的数据支持。

测试与评估：

热成像系统性能测试：可以模拟不同温度的目标物体，帮助测试热成像系统的分辨率、温度灵敏度、均匀性等性能指标。例如，测试热成像系统在低温或真空环境下对目标物体的成像清晰度和温度测量精度，以便对系统进行优化和改进。

材料热辐射特性研究：

为研究材料在真空及不同温度下的热辐射特性提供标准的辐射环境。通过将材料样品置于真空黑体源的辐射场中，可以研究材料的发射率、吸收率等特性随温度的变化规律，这对于新材料的研发、材料性能的优化以及航空航天等领域中对材料热辐射特性的研究具有重要意义。

红外传感器的非均匀性校正：红外传感器在制造过程中可能存在像素之间的响应差异，即非均匀性。真空黑体源可以提供均匀的辐射场，用于对红外传感器进行非均匀性校正，提高传感器的测量精度和可靠性5。

  模拟太空环境：

在地面上模拟太空的低温、真空环境，为航天设备的测试和研究提供接近实际太空条件的实验环境。例如，测试卫星上的红外探测设备在太空环境下的性能和可靠性，验证其在极端环境下的工作能力，有助于提前发现和解决潜在的问题，降低航天任务的风险。

用于研究太空目标的热辐射特性。通过调整真空黑体源的温度和辐射参数，可以模拟太空中不同天体或目标的热辐射情况，为天文学研究和太空探测提供参考数据。

推荐型号

INFRAMET VSB真空黑体源