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?Mikron M330黑體爐:校準不同波段(UV-VIS-NIR)高溫計探測器

更新時間:2025-05-16點擊次數(shù):223

Mikron M330黑體爐:校準不同波段(UV-VIS-NIR)高溫計探測器


在高溫非接觸測量領(lǐng)域中,如何確保紅外或多波長高溫計的測量精度,是設(shè)備能否穩(wěn)定應(yīng)用于工業(yè)與科研的重要前提。Mikron M330黑體爐作為一款性能優(yōu)秀的高溫輻射標準源,在新型光纖多波長高溫計的校準中發(fā)揮了關(guān)鍵作用,特別是在不同波段探測器響應(yīng)特性的修正和精度驗證中提供了不可替代的支持。

一、校準目的:建立探測器響應(yīng)與輻射強度的定量關(guān)系

多波長高溫計通常由多個探測器組成,用以覆蓋紫外(UV)、可見光(VIS)和近紅外(NIR)多個波段。本文所述的測溫系統(tǒng)使用CCD(200–1050 nm)和InGaAs(1000–1700 nm)兩種探測器。在實際應(yīng)用中,不同波段的探測器對相同溫度下的輻射響應(yīng)存在差異,因此需要通過黑體輻射源建立其輻射傳遞函數(shù)(Radiation Transfer Function, RTF),以實現(xiàn)輻射強度到真實溫度的準確反演。

二、Mikron M330黑體爐的技術(shù)優(yōu)勢

Mikron M330黑體爐具備高發(fā)射率、寬溫度范圍(300°C 至 1700°C)及優(yōu)良的溫度穩(wěn)定性,非常適合用作高溫光學測量設(shè)備的校準源。其可調(diào)溫黑體輻射特性使得用戶可選取多個穩(wěn)定溫度點,進行系統(tǒng)性、分波段的校準操作,是多波長溫度測量中合適的校準工具之一。

三、校準過程詳解

1. 黑體溫度設(shè)置

為了覆蓋系統(tǒng)的主要測溫范圍,實驗選取了 800°C、900°C、1000°C、1100°C、1200°C 五個溫度點,對兩個探測器通道分別進行標定。

2. 數(shù)據(jù)采集與非線性修正

每一溫度點下,分別采集CCD與InGaAs的輸出信號,并進行如下修正:

  • 先減去暗電流噪聲(VdarkV_});

  • CCD通道還需應(yīng)用五階多項式校準函數(shù) F(x)F(x) 進行非線性補償;

  • InGaAs通道因其響應(yīng)線性良好,無需非線性校正。

3. 輻射響應(yīng)函數(shù)計算

在獲取修正后的信號 VcorrectV_} 后,結(jié)合Mikron M330在該溫度下的黑體輻射理論值 Ib,λ(T)I_(T),計算系統(tǒng)的輻射傳遞函數(shù):

γλ=Vcorrect?VdarkIb,λ(T)gamma_lambda = frac} - V_}}(T)}

該函數(shù)用于描述探測器在某一波長下對真實輻射強度的響應(yīng)能力,是后續(xù)精確測溫的基礎(chǔ)。

4. 精度分析與誤差評估

通過比較各溫度下的γλ與其平均值,分析相對誤差α,結(jié)果顯示:

  • 在優(yōu)化波段(CCD通道的700–1000 nm,InGaAs通道的1100–1650 nm)內(nèi),γλ的相對誤差小于 2%;

  • 不同波段的誤差分布為系統(tǒng)溫度反演提供了有效的不確定度評估依據(jù)。

5. 應(yīng)用于實際測溫

利用上述校準結(jié)果,研究人員成功測量了多個黑體溫度點(1173 K、1273 K、1373 K、1473 K),最大測量誤差僅為 ±5 K,充分驗證了Mikron M330在校準中提供的高精度與穩(wěn)定性。

四、結(jié)語:校準保障測量,標準支撐應(yīng)用

Mikron M330黑體爐不僅是實驗室中的高精度參考源,更是推動多波長高溫計實現(xiàn)工程應(yīng)用的重要技術(shù)支撐。通過對CCD和InGaAs通道的系統(tǒng)校準,該黑體爐幫助研究人員建立起測量信號與真實溫度之間的準確關(guān)系,為航空航天、金屬加工、燃燒測溫等復雜環(huán)境中的非接觸式溫度測量提供了堅實的基礎(chǔ)。未來,隨著測溫系統(tǒng)應(yīng)用范圍的拓展,Mikron M330的角色將愈加重要,其在高溫輻射測量中的標準功能將持續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵作用。



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