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随着我国在航天红外遥感领域不断取得新的突破,对地观测技术朝着定量化、全球化和多参量协同观测的方向发展。特别是在气候变化观测、防灾减灾和数值天气预报等领域,对定量化水平的要求更为严格。例如,气候变化监测就要求红外遥感载荷必须满足优于0.1 K的测量不确定度(k=3)和每十年0.04 K的稳定性。如此高的定量化水平对红外载荷的研制提出了新的挑战,同时对红外载荷的辐射定标也有了更高精度的要求。因此建立能够溯源到国际单位(SI)的计量标准装置、实现对定标黑体的高精度校准以及建立有效的量值传递体系就显得尤为重要。中国计量科学研究院(中国计量院)研究建立了我国首套真空低背景红外高光谱亮度温度计量标准装置(VRTSF)。该装置通过模拟太空中真空低温的工作环境,实现了由固定点黑体辐射源到变温黑体辐射源再到用户黑体辐射源的量值溯源体系,基本满足了我国大部分红外遥感载荷的定标需求。本文主要介绍了VRTSF系统中的真空汞固定点黑体辐射源(汞黑体)研制过程以及汞黑体在VRTSF系统中的应用。阐述了汞黑体的结构设计、工作原理、热学仿真分析、性能测试及测试结果分析,并对汞黑体的不确定度进行了分析。最后VRTSF系统中测量了汞黑体在相变平台时的亮温。汞固定点黑体辐射源的工作温度为234.316K,灌注的是纯度为99.9999%的高纯汞,黑体空腔开口直径为25 mm,空腔内径为28 mm,深度为260 mm,黑体空腔表面喷涂了NEXTEL 811-21高发射率涂层,采用了基于蒙特卡罗黑体发射率仿真计算方法,计算了黑体空腔的法向有效发射率,在波长为8μm～14μm的范围内,结果优于0.9999。使用三维软件对汞固定点黑体辐射源进行了三维建模,使用有限元热仿真软件对汞固定点黑体辐射源进行了热仿真,结果表明,真空汞固定点黑体辐射源的黑体空腔稳态时的温场均匀性优于20 m K,瞬态时的温场均匀性优于1m K。在真空环境下,测试了真空汞固定点黑体辐射源的温坪曲线和重复性等主要技术指标。结果表明真空汞固定点黑体辐射源温坪稳定性优于2m K,多次重复性优于1m K。分析了真空汞固定点黑体辐射源的不确定度来源,计算了其合成标准不确定度为16m K。最后在VRTSF系统中测量了汞黑体在相变平台时的亮温,并对实验结果进行了分析。汞固定点黑体辐射源的成功研制与应用完善了我国真空低背景红外亮度温度计量标准装置,实现了由固定点黑体辐射源到变温黑体辐射源再到用户黑体辐射源的量值传递体系,为我国红外遥感量值水平的提高提供了有力的技术支撑。