随着传感器技术和微电子技术的不断发展，红外辐射测温设备在科学和工业领域得到了广泛应用，并且由高温应用领域逐步向低温应用领域发展，所涉及的辐射测温下限已经达到-80℃，甚至更低。黑体辐射源作为校准红外辐射测温设备的重要装置，它模拟符合普朗克定律的标准黑体，其性能直接影响红外辐射测温设备的量值是否准确。因此，对黑体辐射源的研究就显得非常重要，尤其是低温黑体辐射源。在充分了解黑体辐射源的发展及其国内外研究现状之后，对黑体系统的理论进行了详细和认真的分析，根据黑体系统的理论分析和项目设计要求，研制了一台工作在-80℃～+100℃的基于换热器的低温等温黑体辐射源并对其性能进行了测试。该黑体辐射源的黑体空腔形状为圆锥-圆柱型，材料为不锈钢，锥角为120°，空腔内径Φ50mm，腔长为300mm，内壁涂有发射率为0.95的漫反射涂层材料。计算得到的有效发射率为0.998（保留小数点后三位），比对测量实验得到的有效发射率为0.997（保留小数点后三位）。比较计算结果和比对实验结果，二者得到的发射率非常接近。这表明研制的黑体辐射源的发射率优于0.997。该黑体辐射源采用液体恒温槽均温致冷，冷源由两级压缩制冷机提供，工作介质为工业乙醇，采用并行加热技术，以获得稳定的温度源；热源采用电热器电加热的方式提供。温度控制采用模糊自适应PID控制模式，通过实验，系统的控温稳定性优于±0.05℃/30min。在低于0℃使用时，启用基于换热器的防结霜装置，它能在系统温度稳定后30min内防止潮湿冷空气在黑体腔口和腔体壁结霜，这个时间足够用来检定与校准红外辐射测温设备。最后本文还对该黑体辐射源的温度测量和发射率测量进行了不确定度评定。