窄带辐射高温计新的标定方法

　　1引言

　　基于物体热辐射测量的辐射测温，按其接收热辐射的特点不同，可以分为:全通带辐射温度计、宽通带辐射温度计和窄带辐射高温计。窄带辐射高温计采用狭窄的频带宽度(通常为10一40nm)，依据普朗克定律:

　　通过对某一波长的单色亮度的测量，即可得出黑体的温度。因此，在高温区窄带辐射测温仪得到广泛应用。测量结果都有误差，误差自始至终存在于一切科学实验和测量的过程之中。一切没有标明误差的测量结果，几乎会成为没有用处的数据，尽管误差通常比测量结果要小很多，也可能在计算上很困难，但科学工作者对测量结果和误差的需求同样重视。因此，标定技术与仪器本身具有同等的重要性。

　　窄带辐射高温计的标定技术，根据应用对象的不同，可以分为定点标定技术和比较标定技术。定点标定是以热源为标准，复现并传递温度〔2〕。一般采用国际温标ITS一90所定的金属凝固点温度做为定点温度，以金属的纯度和凝固平台保证热源的准确度和稳定性〔3〕。因此，标定准确度非常高，定点标定技术采用定点黑体炉，其造价高;制造高温区域的定点黑体和开口较大的定点黑体很困难，校准温度受到标准温度点的限制，至少需要在三个定点温度(三个不同的定点黑体炉)上进行数据拟合，才能完成辐射温度计的分度〔4〕。　由于所需设备多，标定费用高，限制了其应用范围。比较标定采用某种可控的热源，以标准温度计为标准，复现传递温度。按照比较装置与标准温度计的种类，可以分为比较黑体炉法、比较辐射体法和标准钨带灯法。由于有标准温度计，因而可降低对标定装置的要求，便于标定装置的设计制造，简化标定装置的复杂程度。比较法的另一优点在于能够在任一温度下进行标定，但是，必须严格评价标准温度计的精度和黑体炉的实际发射率，发射率应高于0.99，且定标必须在黑体炉的温度充分平衡后进行。

　　基于波长函数PwF(pyrometerwavelength　FunCtion)的标定方法，在一个定点温度上进行标定，以光学标定简化温度分度。

　　2基于波长函数PWF的定标方法

　　窄带辐射温度计的输出信号s(T)如下式所示:

　　实际的温度测量是以参考点温度T。时的信号与未知温度T时的信号的比值进行的，即:

　　式中可以看出， σ(入)和τ(入)决定仪器本身的光谱特性。因而可定义:

　　为辐射温度计的波长函数，(其英文缩写为PWF)。将(4)式代入(3)式，则

　　由(5)式可以看出，若 φ(入)已测得，且在一个固定点温度T。上测得窄带辐射高温计的输出S(T。)，则通过计算(数值积分)，便可获得S(T)一T之间的关系，即获得窄带辐射高温计的温度分度。