空间红外辐射基准-镓固定点黑体基准源的研制

来源 :成都理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lixuelei19890117
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红外遥感技术是对地观测的核心技术,现阶段红外遥感技术正向着高定量化、高空间分辨、时间分辨以及高光谱分辨方向发展,这对辐射定标技术提出了新的挑战,而建立可溯源国际单位SI的空间辐射基准源是提高卫星红外载荷定标精度,降低传统定标方式因量值溯源链误差和辐射体老化等不稳定原因引起的高不确定度的有效途径。本文研制的镓固定点黑体基准源作为空间红外辐射基准源的组成部分之一,对遥感技术高定量化发展具有重要意义。本文通过简要介绍国内外星上定标黑体辐射源的发展趋势和地面定标镓固定点黑体基准源相关性能以及应用现状,参照项目具体要求,开展空间红外辐射镓固定点黑体基准源地面实验样机的研制工作,并完成了相关性能测试。通过调研和仿真计算确定黑体腔开口直径为60mm,腔体深度为230mm,锥角为32°的结构,并利用三维建模软件对镓固定点黑体基准源进行三维建模和零件图的绘制。结合黑体使用条件和传热需求对各组件进行结构设计和材料选择,并完成加热方式选择、制冷方式的选择。通过传热学基本定律建立黑体的数学传热模型,并借助有限元分析软件分析了镓固定点的相变特性,得到固定点相变拐点温度与加热功率、环境温度、恒温套筒温度呈线性相关性,同时通过仿真得到黑体腔底部温度均匀性为10m K。借助中国计量科学研究院(NIM)遥感实验室现有条件完成了黑体腔高发射率涂层的喷涂、固定点的灌装、黑体装配和实验平台的构建。最后,利用实验室的标准辐射温度计和傅立叶光谱仪两种红外探测器,采用基于控制环境辐射黑体发射率测量方法测量黑体腔法向有效发射率,得到黑体有效发射率前者为0.99917,后者为0.99922432,两者结果均大于0.999,满足设计要求;通过实验平台进行镓固定点黑体的相变平台复现性实验,并对获得的最终实验结果进行分析,分析得到镓固定点黑体相变平台复现性为0.86m K,不确定度优于17m K的结果。
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