星载自校准黑体辐射源测量原理和关键技术研究
发布时间：2017-09-07 09:48
本文关键词：星载自校准黑体辐射源测量原理和关键技术研究
更多相关文章： 星载自校准黑体原理样机 微型相变固定点 温度 控制环境辐射 发射率 红外遥感定标
【摘要】：基于普朗克黑体辐射理论,黑体的辐射亮度与黑体的温度和发射率直接相关。本文提出一种可应用于红外遥感仪器在轨定标的高发射率的星载自校准黑体原理样机设计方案。利用ITS-90定义的相变固定点,建立黑体、测温传感器和微型相变固定点的高精度的温度控制和量值传递方法,实现黑体温度的自校准。建立基于控制环境辐射的黑体发射率测量方法,实现黑体发射率自校准。通过上述测量原理和关键技术的研究突破,目的是实现星载黑体量值的自校准,提高红外遥感仪器量值定量化水平。针对镓固定点,设计了可容纳不同质量的镓相变介质的微型相变固定点容器,建立了黑体腔、温度传感器和微型相变固定点的高精度控温和量值传递方法,通过搭建实验室测量系统,研究了不同相变介质含量的微型相变固定点的相变坪台的复现性,其中3 g的镓固定点容器的相变坪台在准绝热等环境中的温坪时间可达到2 h,多次熔化坪台的复现性优于10 m K。得到了镓固定点熔化坪台与加热功率之间的关系。建立了基于控制环境辐射的黑体发射率测量理论模型,利用长波红外辐射温度计作为探测器,搭建了实验测量系统,测量了多种黑体的发射率,其测量结果的重复性好于0.1%。采用蒙特卡罗方法模拟计算了黑体的发射率,与实验结果具有较好的一致性。本文阐述了我国航天红外遥感量值定标的迫切需求,介绍了国际上航天强国在星载自校准黑体,相变固定点标准器的航天应用和黑体发射率的测量方法的研究现状,系统的阐述了中国计量科学研究院围绕航天应用的特殊需求,利用ITS-90定义的相变固定点实现温度在轨校准,以及利用控制背景辐射的黑体发射率测量方法实现黑体发射率在轨校准的研究进展和实验结果。为我国红外遥感在轨定标系统定量化水平的提高提供重要技术基础。
【关键词】：星载自校准黑体原理样机 微型相变固定点 温度 控制环境辐射 发射率 红外遥感定标
【学位授予单位】：中国计量科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V441
【目录】：
- 致谢4-5
- 摘要5-6
- Abstract6-12
- 第一章 绪论12-21
- 1.1 研究意义12-15
- 1.2 国外研究进展15-19
- 1.3 本文主要内容19-21
- 第二章 理论基础21-27
- 2.1 ITS-90国际温标及定义固定点21-22
- 2.2 金属的熔化与凝固基本理论22-23
- 2.3 辐射测温基本原理23-26
- 2.3.1 普朗克黑体辐射定律23-24
- 2.3.2 黑体辐射源24-25
- 2.3.3 发射率测量原理25-26
- 2.4 本章小结26-27
- 第三章 星载自校准黑体原理样机设计27-36
- 3.1 高发射率黑体辐射源28-30
- 3.2 黑体控温装置30-31
- 3.3 微型相变固定点装置31-32
- 3.4 热辐射环32-33
- 3.5 星载自校准黑体原理样机33-34
- 3.6 本章小结34-36
- 第四章 微型相变固定点复现36-51
- 4.1 微型相变固定点的原理36-37
- 4.2 实验装置37-42
- 4.2.1 数据采集及仪器控制程序38-42
- 4.2.2 恒温浴槽42
- 4.3 微型相变固定点装置实验结果及分析42-49
- 4.3.1 实验方法和流程42-43
- 4.3.2 恒温浴槽的温度稳定性实验43-44
- 4.3.3 镓固定点熔化曲线44-45
- 4.3.4 镓固定点熔化坪台的重复性45-46
- 4.3.5 不同加热功率对固定点坪台值的影响46-48
- 4.3.6 黑体温度均匀性48-49
- 4.4 本章小结49-51
- 第五章 控制环境辐射的黑体发射率测量51-62
- 5.1 基于控制环境辐射的发射率测量原理51-52
- 5.2 使用带通红外辐射温度计作为测量仪器的测量方法52-54
- 5.3 实验装置和流程54-56
- 5.4 实验结果及分析56-60
- 5.4.1 星载自校准黑体辐射源发射率测量结果56-57
- 5.4.2 黑体空腔发射率理论计算结果57-58
- 5.4.3 面源黑体发射率测量58-60
- 5.5 本章小结60-62
- 第六章 总结和展望62-63
- 参考文献63-65
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 赵琪;;1990年国际n，
本文编号：808857
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/808857.html
