第四章辐射温度计检定
第一节目前国内外辐射温度计检定现状
一国内检定现状
10年前，红外温度计的使用较少，辐射温度计（主要是对红外温度计，下同）的检定工作在省级计量机构和工业企业中，实际上没有开展。由于红外温度计使用数量的增加，红外温度计的检定工作才开始重视。尤其是近5年来，省级计量机构都已经建立了辐射温度计传递标准，极少数暂时没有建立的也在准备之中。省级计量机构建立的标准温度范围为：-30～1600℃，基本上满足了目前辐射温度计检定和校准的需求。在经济发展较好的省份，地级和县级计量机构甚至先于一些省级计量建立起辐射温度计传递标准。所以准确地说，红外温度计的检定工作，经过近5年的发展，在国内已经逐步展开。
辐射温度计在钢铁企业使用较多，不少钢铁企业早期都已经建立了光学高温计的传递标准。尤其是近几年，钢铁企业质量意识的提高，在轧钢生产线上普遍采用红外温度计在线测量和控制，因此近5年来，钢铁企业都开始重新建立辐射温度计传递标准或改造和更换老的检定设备。目前大型钢铁企业都已经建立了新的辐射温度计传递标准，暂时没有建立的也在准备之中。对于辐射温度计检定工作的开展，钢铁企业在国内大型企业中走在前面。
20世纪90年代，铁路系统已开始利用红外测温仪检测轴温，现在列车提速，检测轴温更显重要。
对于列车提速，安全运行是铁路系统首要工作，为了监察列车运行中轴温情况，铁路部门普遍采用红外温度计进行现场快速测量检查，并且已经配备一定数量的红外温度计。因此，红外温度计的检定工作，早在15年前在铁路系统就已经开展。目前铁路路局级计量部门，已经有60%以上建立了红外温度计检定装置。
根据近几年每年的检定数量和在使用中红外温度计的数量对比，仍然有相当多的辐射温度计在使用而没有检定或校准。随着地市级计量机构和大中型企业开始建立辐射温度计传递标准，红外温度计的检定工作已开始重视。
二国外检定现状
国外主要在欧洲和北美，因为辐射温度计的使用比国内早，因此检定工作也开展的早。首先是生产辐射温度计的厂家，由于自身生产的需要，必须建立对辐射温度计的标定装置，对所生产的产品进行标定。随着使用量的增加，检测机构也同时建立辐射温度计的标准，开展对辐射温度计的校准工作。
三目前国内红外温度计检定情况
在开展了红外温度计的检定工作后，根据作者的调查，目前使用的红外温度计不合格率较高，尤其是廉价的手持式红外温度计，严格地说不合格率高达60%以上。正因为开展了检
定工作，才起到了对产品质量监督的作用。
开展检定工作后，迫使国内红外温度计生产厂家开始重视产品质量，尤其是开始重视生产检验中使用的辐射温度标准。近2年来，根据作者的再次调查，产品的质量确有所提高，不合格率开始下降，但是还不够，我希望通过我们不懈的努力，促使红外温度计生产厂家，生产出100%的合格产品。
四目前检定设备状况
红外温度计的检定设备主要为黑体和主标准器（标准辐射温度计、标准热电偶温度计或标准热电阻温度计等）。黑体是红外温度计检定中的重要设备，黑体的质量如何，直接影响辐射温度计的检定结果。
据调查，目前国内检定辐射温度计的主标准器大部分使用接触式标准。因为标准光电高温计的工作波长在0.665μm,工作温度的下限为900℃，对常用的温度范围下限偏高。国外的一些温度计生产厂家，针对国内市场的需求，研制出精度为0.3%、重复性为0.1%的高精度红外温度计，工作温度范围为250～3000℃，性能价格比满足目前国内的需求，在没有更高精度的辐射温度计时，暂时代替标准辐射温度计作为量值传递。有些单位开始采用这类的辐射温度计当标准，但目前数量较少。
国外使用检定设备，大体上和国内相似，主标准器既有接触式，也有非接触式。相对来说使用高精度辐射温度计当标准的数量要多一些。
但作为辐射源的黑体，国外基本上是改进的黑体炉较多，按照本文中介绍发射率设计的黑体较少。虽然发现使用黑体炉存在的问题，但是从理论上和实验上有没有对此进行深入的研究，没有见到报道。只是生产辐射温度计的厂家，由于自身生产的需要，在原黑体炉的基础上进行产品的改进（注：目前国外黑体在国内销售的产品，基本上是这些10年改进的产品）。根据作者调查，既然是使用黑体炉的改进产品，那又如何生产出合格的产品？实际上对于这些生产厂家很简单，他们对于现有的产品，专门做出一个特性一样但稳定性和重复性较好的产品，每年通过计量部门的校准，以此当标准来检验和标定同类产品，这就类似前面分析的用标准光学高温计在黑体炉上检定光学高温计一样。作为计量机构和企业质量部门，这就做不到，因为这是对使用中各种不同型号、不同工作波长和不同工作范围的温度计进行检定，同时检定或校准要达到国家的有关规程或规范，这就要求作为辐射源的黑体，提出更高的要求。
第二节关于辐射温度计检定中应该注意的问题
前面我们已经叙述，国内辐射温度计的检定工作是近几年才普遍开展，需要一个熟悉和完善的过程。根据作者长期从事辐射温度计检定和科研工作的经验，以及近几年来广泛与国内从事辐射温度计检定同行们交流，归纳起来应该注意如下几个问题。
一 黑体问题
在国内刚开始开展红外辐射温度计检定工作时，由于大家对所使用的黑体不太了解，有不少使用黑体炉或黑体炉刚改进产品作为检定红外温度计的辐射源，造成不同工作波长的红外温度显示的温度不一样，距离的远近、聚焦、位置微小的变化，都使红外温度计的温度示值不同，并且没有重复性。产生该问题的原因在于黑体炉，在第三章第一节已经从理论上进行了说明，这里不在重复。 二 聚焦问题 （一）聚焦位置
根据有关辐射温度计的检定规程，要求检定或校准时辐射温度计光路应该聚焦到黑体的靶底。对于老式的黑体炉，其结构是在加热管中放置一个圆形的靶子。所以原先的检定规程是在当时没有太多的黑体产品，只有黑体炉的情况下编写的。同时，由于当时红外温度计的检定工作刚刚开展，对于辐射温度计的种类也没有太多的时间进行研究，对于聚焦位置没有过多的解释，因此成为了检定操作者的难题。
对于目前使用较多的黑体，按照检定规程的本意，应该聚焦到黑体腔的腔底，正确的聚焦光路如图4-1所示。
在图4-1中，a 、c 两种情况为不调焦的辐射温度计，光路为调焦到腔底；b 为可调焦，聚焦到腔底。
根据作者的检定经验，对于南奇星黑体，只要将辐射温度计聚焦到腔口，检定的结果和聚焦到腔底是一样的。
因此对于聚焦位置的确定应该为：来自黑体的辐射，能充满辐射温度计的视场，该位置就可以作为聚焦位置，也就是辐射温度计的检定位置。对于南奇星黑体，在形成密闭空腔时，腔底的尺寸大于腔口的尺寸，在保证辐射温度计聚焦到腔口时，来自腔底的辐射都能充满视场。即使不是腔底的辐射充满视场，对于南奇星黑体，腔口的辐射是黑体的辐射，其结果也是一样的。
作者对一台用于电力检测小目标远距离的辐射温度计进行校准试验，使用HZ-3南奇星黑
图4-1辐射温度计检定和校准正确的聚焦光路
体，在300℃下，离黑体腔口15m 、10m 、5m 位置进行检定，其结果基本一致。
目前使用的红外温度计不少视角比较大，按照上述的方法和图4-1的光路，大部分在温度计镜头距腔口较近处才能满足要求。 （二）聚焦位置的确定
聚焦位置的确定，也就是如何确定辐射温度计的检定或校准距离。
检定或校准位置的确定，与辐射温度计的最小测量目标、距离系数、测量光路和黑体腔口直径有关，下面我们将以具体的事例来说明。 (1) 可调焦(远焦距)
例1：图4-2是美国爱光M402可调焦红外温度计，带可视目镜，具体的参数为：
距离系数：D/50(注：同1/50) 使用镜头XZ-1:400mm ～∞。
如果我们使用腔口直径为Φ40mm 的南奇星黑体进行检定，因为镜头为远焦距，最小距离为400mm ，因此将红外温度计放在距腔底为600mm 处看是否合适。 首先我们定义从镜头到腔底（对于南奇星黑体可以到腔口）的距离为D ，焦距为F ，测量目标的直径为d ，计算如下：
mm F D d 1250
600
===
因为d=12mm ＜40mm （腔口直径），满足检定要求。在检定时要将调焦位置，置于600mm 处。
例2：美国爱光5G-2024可调焦红外温度计(光路图同图4-2)，带可视目镜，具体的参数为：
距离系数：D/240(注：同1/240) 聚焦范围:330mm ～∞。
如果我们使用腔口直径为Φ30mm 的南奇星黑体进行检定，将红外温度计放在距腔底为600mm （大于330mm ）处看是否合适。
计算测量目标的直径为
mm F D d 5.2240
600===
因为d=2.5mm ＜30mm （腔口直径），满足检定要求。在检定时要将调焦位置，置于600mm 处。
图4-2 变焦距红外温度计（远焦距）
如果将例1、例2聚焦到腔口，计算方法一样，只是D 为从温度计镜头到腔口的距离。对于远焦距，从光路图中可以看出，光路为梯形，目标直径为从小到大。因此通过腔口直径判断就可以了。
注意：对于可调焦的辐射温度计，在定好了检定位置后，一定要调焦，将辐射温度计的瞄准点聚焦到测量位置上。 （2）可调焦（近距离）
例3：图4-3是美国爱光M402可调焦（近距离）红外温度计，带可视目镜，具体的参数为：
距离系数：D/50(注：同1/50) 使用近焦镜头XZ-2:聚焦范围210mm ～380mm ，镜头直径为25mm 。
如果我们使用腔口直径为Φ40mm 的南奇星黑体进行检定，腔口到腔底距离为80mm 。因为镜头为近距离，测量距离为210mm ～380mm ，因此将红外温度计放在距腔底为300mm 处看是否合适。
计算测量目标的直径为
mm F D d 650
300===
当距腔底为300mm 时，距腔口的距离为300-80=220mm ，当光路通过腔口时的光路直径为 mm d 116)625(300801≈+-?=
几何计算见图4-4所示。 因为d=2.5mm ＜40mm 同时d1=11mm ＜40mm （腔口直径），满足检定要求。
值得注意的是，对于近距离辐射温度计，其光路图为倒梯形，也就是说在光路中，测量目标的直径最小，其余的位置直径均大于目标直径，因此需要计算在整个的光路中，有无遮拦光路的地方，包括黑体腔口。
图4-3 变焦距红外温度计（近焦距）
图4-4近距离红外温度计光路几何计算图
比较快捷的判断，只要镜头直径小于黑体腔口的直径，就一定能符合，例3就是如此。如果镜头直径大于黑体腔口直径，则不能忽视。
和前面叙述相同，对于可调焦的辐射温度计，在定好了检定位置后，一定要调焦，将辐射温度计的调焦聚焦到测量位置上。 (3) 不调焦
不调焦就是焦距固定不可再调焦聚焦。常见的不调焦辐射温度计的光路也有几种形式，一种类似可调焦中的远焦距，见图4-5所示。一种是在图4-5上变化，前一段视角要小一点，到一定距离后，视角变大，见图4-6所示。第三种为有一个聚焦点，从聚焦点到温度计部分类似近焦距，聚焦点到目标类似于远焦距，见图4-7所示。
对于图4-5～图4-7的红外温度计，在腔口直径为40mm 的南奇星黑体上检
定，如何确定辐射温度计镜头到黑体腔的检定距离。
对于图4-5，在距离为1.5m 处目标直径为71mm ，肯定不满足检定要求，根据有关规程的要求，腔底（或腔口）的面积要大于测量目标的1.25倍，这样的规定是合理的。因为辐射温度计的光路是看不见的，如果腔底（或腔口）的面积等于测量目标的直径，在实际操作中，很难确定什么位置正好将光路对准。只有在腔底（或腔口）的面积大于测量目标一定值时，才能方便操作。因此我们首先确定测量目标的尺寸为40/1.25=32(mm)，现在我们来根据图4-4方法，确定当测量目标为32mm 时的距离。
首先根据图4-5的梯形光路图计算出辐射温度计的镜头处直径x 为
15
1500
2
/)71(30002/)127(=-=
-x x x 得出镜头处的直径为15mm,在根据镜头的直径计算出距离L 为
)
(4471500
2
/)1571(2/)1532(mm L L ≈-=
- 因此在腔口直径为40mm 的黑体上检定图4-5光路的红外温度计，检定距离在447mm 之内。 对于图4-6的光路，检定距离从图上就可以确定，在1500mm 之内。
图4-6不调焦红外温度计光路图2
图4-7不调焦红外温度计光路图3
对于图4-7的光路，聚焦点在610mm处最小目标直径为8mm，可以将检定距离定为聚焦距离。
三黑体发射率问题
在校准辐射温度计时，将辐射温度计的测量发射率调节到1。如果黑体发射率不是1，在用接触式标准当标准时，得出黑体温度值，如何处理？
在第三章第二节中的表3-1～表3-3、表3-5～表3-7中，详细计算了黑体发射率不是1时，黑体温度、亮度温度和波长的关系，如果准确知道黑体的发射率，可以通过上面的6个表中数据，对亮度温度进行修正。下面举例说明。
例1 如果黑体发射率为0.995，在600℃检定工作波长分别为1μm和8μm辐射温度计，发射率不是1的修正值是多少？如果检定时接触式标准温度为599.6℃（已经通过证书修正），温度计的显示温度分别为598.5℃和596.5℃，计算在600℃时的实际值和偏差。
查表3-2得：当黑体的发射率为0.995,黑体温度为600℃时，亮度温度分别为599.7℃（λ=1μm）、598.2℃（λ=8μm）。黑体发射率不是1修正值约为0.3℃（λ=1μm）、1.8℃（λ=8μm）；2台温度计在600℃点的实际值为599.2℃（λ=1μm）（598.5+0.3+0.4）和598.7℃（λ=8μm）（596.5+1.8+0.4），偏差为-0.8℃（λ=1μm）和-1.3℃（λ=8μm）。
例2 如果黑体发射率为0.995，在1000℃检定工作波长分别为(3～5)μm和（8～14）μm辐射温度计，发射率不是1的修正值是多少？如果检定时接触式标准温度为999.2℃（已经通过证书修正），温度计的显示温度分别为996.4℃和994.5℃，计算在1000℃时的实际值和偏差。
查表3-6得：当黑体的发射率为0.995,黑体温度为1000℃时，亮度温度分别为998.0℃[（3～5）μm]、996.2℃[（8～14）μm]。黑体发射率不是1修正值为2.0℃[（3～5）μm]、3.8℃[（8～14）μm]；2台温度计在1000℃点的实际值为999.2℃[（3～5）μm]和999.1℃[（8～14）μm]，偏差为-0.8℃[（3～5）μm]和-0.9℃[（8～14）μm]。
关于上述问题，如果准确知道黑体发射率，使用辐射标准，在检定中如何修正？
对于使用辐射温度标准，修正方法与标准辐射温度计的工作波长有关，下面举例说明。
例3黑体发射率为0.995，在1000℃检定工作波长分别为(3～5)μm和（8～14）μm辐射温度计，检定时使用工作波长为1.6μm标准辐射温度计，标准温度为999.2℃（已经通过证书修正），温度计的显示温度分别为996.4℃和994.5℃，计算在1000℃时的实际值和偏差。
查表3-2通过波长插值近似得标准在1000℃时为999.1℃（λ=1.6μm），2台辐射温度计相对标准工作波长的修正为（2.0-0.9）=1.1℃[（3～5）μm]、（3.8-0.9）=2.9℃[（8～14）μm]，实际值为998.3℃[（3～5）μm]和998.2℃[（8～14）μm]，偏差为-1.7℃[（3～5）μm]和-1.8℃[（8～14）μm]
说明：上述修正，是在准确知道黑体发射率的情况下进行的。在检定中，往往是黑体的发射率并不知道，因此给检定工作带来困难。本节说明，不管是使用接触式标准还是辐射温度标准（标准和被检工作波长不同），黑体发射率不是1的影响都会带入检定结果中。
四被检辐射温度计固定测量发射率而不是1
在目前红外温度计中，有一些测量发射率固定为0.95或0.85，并且不可调，这些温度计在黑体上如何校准。
在第三章第二节中的表3-8～表3-9、表3-11～表3-12中，详细计算了定测量发射率，测量温度与波段、黑体亮温的关系，同时也介绍了以黑体为标准的修正方法。这里再介绍以标准辐射温度计当标准时的修正方法。
例1：用工作波长为1.6μm标准辐射温度计，在发射率为0.995的南奇星黑体上，对发射率为0.85工作波段为8～14μm的定测量发射率红外温度计，在500℃点进行校准。标准示值为501.3℃（已经通过证书修正），红外温度计的显示温度为563.4℃。计算校准结果。
首先按照工作波长和黑体温度查表3-12,当黑体温度为500℃、工作波段为8～14μm时，辐射温度计的显示温度为560.4℃，由于测量发射率不是1的修正值为-60.4℃。查表3-6，黑体发射率为0.995，温度为500℃，亮度温度为498.3℃，查表3-2通过波长插值近似得标准在500℃时为499.7℃（λ=1.6μm），在500℃点的校准结果为563.4+（-60.4）+（500-501.3）+（1.7-0.3）=503.1（℃）。
五面源黑体的问题
面源黑体，严格的说不是黑体，应该是辐射源。面源是一个平面辐射源，通常是用于实验而不是用于标定辐射温度计。面源表面光谱发射率离散较大，所以生产厂家对自己的产品非常清楚，技术指标只给出一个特定波长和特定温度时的发射率。根据研究，表面发射率与材料特性、表面状况很有关系，至今还没有找到在较宽的波长范围内光谱发射率即高又均匀的某种材料或涂料，光谱发射率随波长总是起伏波动，只是在某个不宽的波段有较好的特性，并且这些特性随温度的变化而变化。所以说面源不能作为校准辐射温度计的辐射源。
第三节工作用辐射温度计检定系统框图
目前辐射温度计的检定系统仍然是依据JJG2004-1987“辐射测温仪计量器具检定系统框图”。该框图是20年前制定的，随着技术的发展，其中有不少内容已经落后了，虽然正在准备修订，在没有新的传递框图出来之前，JJG2004-1987仍然有效。框图见图4-8。
对于辐射温度计的检定，目前国内的看法有比较大的分歧，主要集中在传递标准和传递方法上。但是对于传递框图，由于各种原因，虽然没有修改。但是我个人认为，20年前制定的传递框图，只要思路仍然是正确的；只是随着技术的发展，一些产品的名称和技术性能有所变化，一些传递路线需要进行技术解释和技术条件限制，只要补充一些要求，仍然是一个
合理传递框图。下面将根据作者的研究和试验结果，谈谈个人的看法和建议。
传递标准问题。目前对于使用的标准有2种意见，一种是认为作为辐射温度标准，应该使用标准辐射温度计作为标准进行量值传递，而不太认可接触式标准。一种观点认为，接触式温度标准已经很成熟，作为标准辐射温度计，目前技术尚未成熟，并且可供选择的产品也不多，工作波长范围也有限，更相信用接触式标准。
目前在1200℃以下，主要采用的是金属腔体。对于南奇星黑体，前面已经作了大量的介绍，通过多次试验和比较，辐射温度和接触温度的测量结果偏差在2℃之内，对于600℃以下，可以做到在1℃之内。这样的结果应该是非常理想，因为这里面包含了辐射测量和接触式测量的自身误差。
但是在1200℃以上，因为材料自身特性的限制，采用贵金属（只能到1700℃以下）其造价又是不可接受，只能采用非金属，往往接触温度和辐射温度差异较大。分析造成差异的原因有：
（1）在高温下，黑体的辐射能量随温度的升高急剧增加，以腔口直径Φ40mm的黑体为例，在1200℃时腔口的辐射能量为335.5W，但是到1600℃时，辐射能量达到877.2W。这些辐射的能量是由腔体外加热，通过热传导到达黑体腔的壁面，对目前常用高温黑体的腔体计算，在1600℃，维持辐射量的导热温度分布，在腔底表面深入内部到5mm处，大约就有35℃左右的温差，因此接触式的标准测量位置本身就与发射面的温度存在较大的差异。
（2）高温下使用非金属材料，非金属的导热性比金属要差一些，其均匀也就比金属腔要差一些。
（3）在高温下，用接触式测量温度方法测量辐射温度，在高温下是一个很复杂的问题，由于这里主要讨论辐射温度标准，对这个问题就不再叙述了。
鉴于上述分析和试验结果，作者认为，对于使用南奇星黑体，在1200℃以下，可以使用接触式温度当标准，当然也可以使用辐射式温度标准。在1200℃以上，建议使用辐射温度标
图4-8 工作用辐射温度计检定系统框图
准。
下面将根据JJG415-2001、JJG856-1994检定规程，依据JJG2004-1987，根据目前黑体和辐射温度计的技术水平，分别介绍目前建立工作用辐射温度计检定系统切实可行的框图，至于基准部分，国家有关部门正在考虑修订，这里不做讨论。
一以接触式温度标准的系统建议框图
以接触式温度标准建立的辐射温度标准装置的系统框图见图4-9。参照JJG2004-1987，在接触式标准中，去掉了标准铜-康铜热电偶，实际上该标准基本上不用了，市场上很难见到这种产品，因为用的极少，生产厂家已经不生产。参考几个现行规程，去掉了标准水银温度计，根据作者调查，在现有的黑体产品，基本上没有设计用水银温度计当标准的，因为标准水银温度计易碎、量程短、使用不方便，所以不用。去掉了金-铂热电偶，因为该热电偶目前没有生产，同时金-铂热电偶工艺复杂，封装直径较大，使用中不能折弯，造价也很高。同时按照规程要求，增加了精密铂电阻温度计和工作用铂电阻温度计，因为近几年来铂电阻温度计发展较快，工作范围已经有了较大范围的拓展，并且产品种类较多，适应各种应用场合的都有，其检定后的扩展不确定度符合规程的要求。
前面已经说明，黑体炉与本文介绍的黑体的区别等，因此，将原先的黑体炉替换为黑体，这类产品目前市场均有产品，产品的技术日趋成熟。
图4-9辐射温度计检定系统建议框图（接触式标准）
根据目前辐射温度计的名称的变化，将原先的测温仪改为温度计，原先的光学高温计基本不用，所以没有列入其中。将原先的辐射感温器变更为全辐射温度计，这是不确切的，根据作者调查，目前大部分辐射感温器的窗口玻璃为石英玻璃（也有一部分为K9光学玻璃），工作时透过波长很有限，根本比不上工作波段为（8～14）μm红外温度计宽，不能称为全辐
射温度计。尽管如此，这里仍然用此称呼，免得将大家的观点搞乱。
因为接触式标准工作温度的限制，用接触式温度标准最高温度目前只能到1600℃,但下限温度较宽，可以到-50℃。
二 以非接触式温度标准的系统建议框图
参照JJG2004-1987，以非接触式温度标准建立的辐射温度标准装置的系统框图见图4-10。这里需要说明的是，随着技术的发展，目前精度较高的红外温度计，精度为0.3%±1个字，重复性为0.1%±1个字，根据传递要求，完全可以作为工作用辐射温度计的传递标准，并且已经有定型的产品，其性能价格也是可接受的。所以在标准辐射温度计增加了高精度辐射温度计一项。其余的在上面“以接触式温度标准建立的装置”已经作了说明，这里就不在叙述。 以非接触式温度标准建立的辐射温度标准装置，最高温度可以到3000℃。由于目前辐射温度计工作范围的限制，下限温度目前只能到250℃。 三 以黑体为标准的系统框图（建议草案）
随着黑体技术发展，目前已经有不少黑体的产品在准确性、稳定性和重复性上，已经满足传递图中的量传要求，并且正在致力于研究性能更好、准确性、稳定性和重复性更高的黑体产品。从技术难度上来看，研制精度更高的辐射温度计，不如研制性能更高的黑体。目前
图4-10辐射温度计检定系统建议框图 (辐射标准
)
图4-11 辐射温度计检定系统框图建议草案(以黑体为标准)
国内已经有人提出这样的观点，作者也是本观点的倡导者和支持者。
以黑体作为标准的优点有：
1 作为辐射温度标准传递，不论是用接触式标准还是非接触式标准，均须通过黑体进行传递，如果能使用黑体作为标准，就会使中间环节大大简化。
2 用黑体作标准，减少误差传递环节，有利于提高辐射温度计的校准精度。
3 用黑体作标准，传递的温度范围最宽。
实施上述方案，需要对黑体的校准方法进行研究，制定切实可行的黑体校准规范。
第四节 辐射温度计检定装置
一 以接触式温度标准建立的装置
（一）装置的组成
装置的组成见图4-12。所使用的标准见图4-9中所列，根据工作温度范围和检测位置的
安装，在一、二等标准铂铑30-铂铑6热电偶，一、二等标准铂铑10-铂热电偶，二等标准铂电阻温度计，精密铂电阻温度计，铂电阻温度计，或其他扩展不确定度U 95分别是被检的1/3～1/5温度测量传感器中选择。电测设备为6位半高精度数字多用表。在使用铂铑10-铂热电偶时使用，其他的接触式标准，均不用冰瓶。
通常在（-50~1600）℃温度范围，使用3台黑体可以覆盖。
（二）检定方法
按图4-12连接好标准和黑体后，按本章第二节的说明确定辐射温度计的检定距离。设置黑体在所需的检定温度，待黑体的温度稳定后，用数字多用表测量标准的电信号并记录，读取辐射温度计的示值，重复次数按照规程的要求。按照检定证书查标准的得出温度，按照要求的进行数据处理。多个温度检定点重复上述操作。
（三）检定系统不确定度分析
按照图4-12，黑体采用HZ-2南奇星黑体，使用一等标准铂铑10-铂热电偶，电测仪器使用K2000 61/2数字多用表。热电偶自由端使用冰瓶补偿。建立的标准装置性能指标为：
K2000 6 1/2 数字多用表：
直流电压 100mV 年稳定性为 0.005%×读数+0.0035%×量程
图4-12 工作用辐射温度计检定装置(接触式温度标准)
HZ-2南奇星黑体：
工作温度：（300～1200）℃ 腔口发射率：≥0.995 温度稳定性：≤0.3℃/10min 重复性：0.1%
辐射温度不确定度：0.3%。
如果检定红外温度计，红外温度计为数字显示,显示分辨率为1℃。下面以1000℃来分析系统不确定度。
按照JJG415-2001，检定红外温度计时，数据处理为：
)('
''标t t t t t T N N N N N --=?-=
)14('
''-+-=?-=标
t t t t t T N N N N N
其中
'
N T ——红外温度计在检定温度点上的温度值； 'N t ——红外温度计在被检温度点的平均实测温度值；
N t ——标准热电偶在被检温度点的平均实测温度值； 标t ——标准热电偶检定证书在被检温度点的温度值；
N t ?——实际温度偏离检定温度点的温度差值；
(1) 数学模型
式（4-1）为不确定分析的数学模型。对上面的公式取微分得：
()24'
'--+=N
N N dt dt dt dT 标
(2) 方差与传播系数
用式（4-2）微小变量代替不确定度，误差源的不确定度合成为
)34(2
3
22212-++=u u u u c
c u —合成标准不确定度；
1u —标准热电偶证书值标准不确定度； 2u —被检红外温度计测量标准不确定度； 3u —标准热电偶测量标准不确定度；
灵敏系数为1c =1，2c =1，3c =-1。 （3）标准不确定度分量计算
标准不确定度分量计算见表4-1。
① 一等标准S 偶证书
根据一等标准S 热电偶检定证书，在300～1300℃的扩展不确定度为0.6℃，K=2.81，标准不确定度为
23.081
.26
.01==
u ℃ ② 被检红外温度计 a 红外温度计分辨率
红外温度计的分辨率为1℃，取半区间为0.5℃，服从均匀分布
29.03
5.01,2==
u ℃
b 黑体温度波动影响
黑体在稳定时，温度波动为0.3℃/10min ，取半区间为0.15℃，服从正态分布
09.03
15.02,2==
u ℃
c 红外温度计的重复性
假定在1000℃进行10次重复性测量，按照实验标准差计算
30.01
)
(1
2
=--=
∑=n x x s n
k ℃
30.03
,2=u
℃
d 黑体发射率不是1的影响
黑体腔口发射率：≥0.995，取0.995。
当辐射温度计的工作波长为1μm 时，查表3-2理论计算得出为999.44℃，与1000℃偏差0.56℃，这是均匀分布，取半区间为0.28℃
16.03
28
.04,2==
u ℃ 当辐射温度计的工作波长为3μm 时，查表3-2理论计算得出为998.35℃，与1000℃偏
差1.65℃，取半区间为0.825℃
47.03
825
.04,2==
u ℃ 当辐射温度计的工作波长为8μm 时，查表3-2理论计算得出为996.59℃，与1000℃偏
差3.51℃，取半区间为1.755℃
01.13
755
.14,2==
u ℃ 当辐射温度计的工作波长为14μm 时，查表3-2理论计算得出为995.63℃，与1000℃偏
差4.57℃，取半区间为2.285℃
32.13
285
.24,2==
u ℃ 当辐射温度计的工作波长为3～5μm 时，查表3-6理论计算得出为997.99℃，与1000℃
偏差2.01℃，取半区间约为1.01℃
58.03
01
.14,2==
u ℃ 当辐射温度计的工作波长为8～14μm 时，查表3-6理论计算得出为996.22℃，与1000℃
偏差3.78℃，取半区间为1.89℃
09.13
89
.14,2==
u ℃ ③ 标准热电偶测量
a 标准电测仪器
测量使用美国吉时利K2000，100mV 电压测量年稳定性为
0.005%×读数+0.0035%×量程
对标准S 型热电偶，在1000℃，电势约为9.587mV ，微分为11.5μV/℃，
mV u 0040.03
%)
0035.0100%005.0587.9(1,3=?+?=
（0.35℃）
b 自由端温度补偿
用冰瓶的进行自由端温度补偿,与0℃偏离小于0.1℃,冰瓶内的温度均匀性小于0.06℃,取半区间为0.05℃。
03.0305
.02,3==u ℃
c 黑体的温度波动
因为②中已经考虑了黑体的温度波动，所以不再重复计算。 （4） 扩展不确定度 ① 合成标准不确定度
u u u u u u u u c 2
2,321,324,223,222,221,221++++++=
对于1000℃,工作波长为1μm 时：
62.003.035.016.030.009.029.023
.02
2
2
2
2
2
2
=++++++=
u
c
℃
对于1000℃,工作波长为3μm 时：
76.003.035.047.030.009.029.023
.02
2
2
2
2
2
2
=++++++=
u
c
℃
对于1000℃,工作波长为8μm 时：
17.103.035.001.130.009.029.023
.02
2
2
2
2
2
2
=++++++=
u
c
℃
对于1000℃,工作波长为14μm 时：
45.103.035.032.130.009.029
.023.02
2
2
2
2
2
2=++++++=
u
c
℃
对于1000℃,工作波长为3～5μm 时：
83.003.035.058.030.009.029
.023.02
2
2
2
2
2
2=++++++=
u
c
℃
对于1000℃,工作波长为8～14μm 时：
24.103.035.009.130.009.029
.023.02
2
2
2
2
2
2=++++++=
u
c
℃
② 扩展不确定度
取置信概率为p =0.95，近似取k =2， 根据 u U c k ?=95
对于1000℃,工作波长为1μm 时：24.162.0295=?=U ℃ 对于1000℃,工作波长为3μm 时：52.176.0295=?=U ℃ 对于1000℃,工作波长为8μm 时：34.217.1295=?=U ℃ 对于1000℃,工作波长为14μm 时：90.245.1295=?=U ℃ 对于1000℃,工作波长为3～5μm 时：66.183.0295=?=U ℃ 对于1000℃,工作波长为8～14μm 时：48.224.1295=?=U ℃ 二 以非接触式温度标准建立的装置 （一）装置的组成
以非接触式温度标准建立的装置的框图见图4-13所示。通常在（250~3000）℃温度段选择3～4台黑体可以覆盖。选择高精度辐射温度计，使用2台可以覆盖。 （二）检定方法
按图4-13建立的标准装置，按本章第二节的说明确定标准和被校辐射温度计的检定距离。设置黑体在所需的检定温度，待黑体的温度稳定后，用标准和被校辐射温度计交替测量，分别读取标准和被校辐射温度计的示值，重复次数按照规程的要求。按照检定证书查修正标准示值温度，按照要求的进行数据处理。多个温度检定点重复上述操作。 （三）检定系统不确定度分析
将框图4-13中的黑体选择为HZ-2南奇星黑体，选择高精度辐射温度计5G-2024，组成检定装置设备的性能指标为：
5G-2024高精度辐射温度计(作为标准辐射温度计)
量程：350～2000℃ 工作波长：1.6μm 精度：读数的0.3%+1℃
重复精度：在25℃时为满量程的±0.1%+1位数字 HZ-2南奇星黑体：
工作温度：（300～1200）℃ 腔口发射率：≥0.995 温度稳定性：≤0.3℃/10min
图4-13 工作用辐射温度计检定装置(用非接触式标准)
重复性：0.1%
辐射温度不确定度：0.3%。
如果检定红外温度计，红外温度计为数字显示,显示分辨率为1℃。下面以1000℃来分析系统不确定度。
按照JJG415-2001，检定红外温度计时，数据处理为：
)44('''-+-=?-=标
t t t t t T N N N N N
其中
'
N T ——红外温度计在检定温度点上的温度值； 'N t ——红外温度计在被检温度点的平均实测温度值；
N t ——标准辐射温度计在被检温度点的平均实测温度值；
标t ——标准辐射温度计检定证书在被检温度点的温度值； N t ?——实际温度偏离检定温度点的温度差值；
（1）数学模型
式（4-4）为不确定分析的数学模型。对上面的公式取微分得：
)54('
'--+=N
N N dt dt dt dT 标
（2）方差与传播系数
用式（4-5）微小变量代替不确定度，误差源的不确定度合成为
)64(2
3
22212-++=u u u u c
c u —合成标准不确定度；
1u —标准辐射温度计证书值标准不确定度；
2u —被检红外温度计测量标准不确定度； 3u —标准辐射温度计测量标准不确定度；
灵敏系数为1c =1，2c =1，3c =-1。 （3） 标准不确定度分量计算
标准不确定度分量计算见表4-2。 ① 标准辐射温度计
因为目前检定辐射温度计的不确定度较大，这里直接采用标准辐射温度计的技术指标来分析。标准辐射温度计的精度为：读数的0.3%+1℃。对于1000℃，为4℃。
表4-2 标准不确定度分量汇总表
②被检红外温度计
a 红外温度计分辨率
与本节“一以接触式温度标准建立的装置”中的计算完全相同，结果见表4-1,这里不在重复。
b黑体温度波动影响
与本节“一以接触式温度标准建立的装置”中的计算完全相同，结果见表4-1,这里不在重复。
c 红外温度计的重复性
与本节“一以接触式温度标准建立的装置”中的计算完全相同，结果见表4-1,这里不在重复。
d 黑体发射率不是1的影响
黑体腔口发射率：≥0.995，取0.995。标准辐射温度计的工作波长为1.6μm。在1000℃的理论值为998.92℃。
当辐射温度计的工作波长为1μm时，查表3-2理论计算得出为999.44℃，与标准工作波长理论值偏差0.52℃，这是均匀分布，取半区间为0.26℃
程序设计课程设计(论文) 设计（论文）题目 谱的显示、谱光滑、定量分析（峰面积）程序学院名称核技术与自动化工程学院 专业名称辐射防护与环境工程 学生姓名袁子程 学生学号2 任课教师马永红 设计（论文）成绩 教务处制 2015年 1 月10 日
一、实习目的 学习使用各种编程软件，利用计算机工具开展专业信息处理工作。 使用面向对象编程思想实现谱数据处理功能以及谱显示功能。二、人员组成及分工 本人题目为：谱的显示、谱光滑、定量分析（峰面积）程序 具体要求： 多项式最小二乘拟合实现谱光滑 对称零面积法实现寻峰 Wasson（瓦森、沃森）峰面积法实现峰面积计算 寻峰应在5、7、9、11之间可选，讨论最佳参数 三、实习计划 1.首先进行MFC绘图区域的学习和了解，实现基本绘图功能 2.建立单文档MFC程序，设计一个合理美观的工作区 3.实现文件打开读取功能，并能打开不同文件 4.进行谱数据处理的算法编写 5.编写成谱图形功能并给出处理结论 四、主要工作介绍（详细介绍实习中各功能的实现方法、理论公式和计 算原理，程序流程图和程序运行界面截图等成果信息） 1.建立单文档类MFC可执行程序
2.建立绘图区函数，初始化绘图设备 3.添加文件打开虚函数
4.编写读取文件及初步寻峰代码 5.添加绘制谱图代码
6. 尝试读取mca 文件 7. 添加谱数据处理代码 ①多项式最小二乘拟合法： ∑-=+= m m j j i j b i data A K data 1 ，b=2m+1，为平滑宽度。 谱光滑 5 7 9 11
实际代码： //多项式最小二乘法谱光滑（参数为5） for( i=2;i<1023;i++) { data[i]=1/35*((-3)*data[i-2]+12*data[i-1]+17*data[i]+12*data[i+1]+(-3)*d ata[i+2]); } ②零面积对称法： 基本思想：面积为零的“窗”函数与实验谱数据进行褶积变换，且要求“窗”函数为对称函数。 数学表达式：j j m m j j m m j j i j i C C C data C y --=-=+===∑∑0 ~ 其中，i y ~ 为变换后的谱数据，data i+j 为原始实验谱数据，C j 为对称零面积变换函数，W=2m +1为窗宽（变换宽度）。 对称零面积变换函数：∑-== -=m m j j j j G W d d G C 1 G j ：[] ?? ???????==+=-=)634.2(sec ))2(cos )4))(2ln 4exp )22 2 2 2H j h G d H j G c j H H G b H j G a j j j j 双曲正割函数： 余弦平方函数：柯西函数：高斯函数：π 实际代码：
红外辐射温度计原理 辐射温度计属非接触式测温仪表，是基于物体的热辐射特性与温度之间的对应关系设计而成。其特点为：测温范围广，原理结构复杂；测量时，感温元件不与被测对象直接接触，不破坏被测对象的温度场；通常用来测定1000℃以上的移动、旋转或反应迅速的高温物体的温度或表面温度；但不能直接测被测对象的真实温度，且所测温度受物体发射率、中间介质和测量距离等因素影响。 1.红外热辐射测温原理 自然界一切温度高于绝对零度（-273.15℃）的物体，由于分子的热运动，都在不停地向周围空间辐射包括红外波段在内的电磁波，其辐射能量密度与物体本身的温度关系符合辐射定律。 红外辐射温度计的工作原理是基于四次方定律，通过检测物体辐射的红外线的能量，推知物体的辐射温度。在红外热辐射温度传感器中，作为测量元件的热电堆将红外线的能量转换为热电，经过信号处理后作为检测信号输出。 2.红外热辐射测温仪结构 红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号，该信号再经换算转变为被测目标的温度值。 图2‐49为红外辐射温度计的外观及工作原理。被测物体的辐射线由物镜聚焦在受热板上。受热板是一种人造黑体，通常为涂黑的铂片，当吸收辐射能以后温度升高，由连接在受热板上的热电偶、热电阻或热敏电阻测定。 通常被测物体是灰体，以黑体辐射作为基准进行刻度标定，已知被测物体的黑度值，灰体辐射的总能量全部被黑体所吸收，这样它们的能量相等，但温度不同。 辐射温度计在工业生产中的应用 辐射温度计在现代工业生产中的应用较为广泛，尤其是冶金、铸造、医疗、食品等行业，
第一章测量误差及数据处理 物理实验的任务不仅是定性地观察各种自然现象，更重要的是定量地测量相关物理量。而对事物定量地描述又离不开数学方法和进行实验数据的处理。因此，误差分析和数据处理是物理实验课的基础。本章将从测量及误差的定义开始，逐步介绍有关误差和实验数据处理的方法和基本知识。误差理论及数据处理是一切实验结果中不可缺少的内容，是不可分割的两部分。误差理论是一门独立的学科。随着科学技术事业的发展，近年来误差理论基本的概念和处理方法也有很大发展。误差理论以数理统计和概率论为其数学基础，研究误差性质、规律及如何消除误差。实验中的误差分析，其目的是对实验结果做出评定，最大限度的减小实验误差，或指出减小实验误差的方向，提高测量质量，提高测量结果的可信赖程度。对低年级大学生，这部分内容难度较大，本课程尽限于介绍误差分析的初步知识，着重点放在几个重要概念及最简单情况下的误差处理方法，不进行严密的数学论证，减小学生学习的难度，有利于学好物理实验这门基础课程。 第一节测量与误差 物理实验不仅要定性的观察物理现象，更重要的是找出有关物理量之间的定量关系。因此就需要进行定量的测量，以取得物理量数据的表征。对物理量进行测量，是物理实验中极其重要的一个组成部分。对某些物理量的大小进行测定，实验上就是将此物理量与规定的作为标准单位的同类量或可借以导出的异类物理量进行比较，得出结论，这个比较的过程就叫做测量。例如，物体的质量可通过与规定用千克作为标准单位的标准砝码进行比较而得出测量结果；物体运动速度的测定则必须通过与二个不同的物理量，即长度和时间的标准单位进行比较而获得。比较的结果记录下来就叫做实验数据。测量得到的实验数据应包含测量值的大小和单位，二者是缺一不可的。 国际上规定了七个物理量的单位为基本单位。其它物理量的单位则是由以上基本单位按一定的计算关系式导出的。因此，除基本单位之外的其余单位均称它们为导出单位。如以上提到的速度以及经常遇到的力、电压、电阻等物理量的单位都是导出单位。 一个被测物理量，除了用数值和单位来表征它外，还有一个很重要的表征它的参数，这便是对测量结果可靠性的定量估计。这个重要参数却往往容易为人们所忽视。设想如果得到一个测量结果的可靠性几乎为零，那么这种测量结果还有什么价值呢？因此，从表征被测量这个意义上来说，对测量结果可靠性的定量估计与其数值和单位至少具有同等的重要意义，三者是缺一不可的。 测量可以分为两类。按照测量结果获得的方法来分，可将测量分为直接测量和间接测量两类，而从测量条件是否相同来分，又有所谓等精度测量和不等精度测量。 根据测量方法可分为直接测量和间接测量。直接测量就是把待测量与标准量直接比较得出结果。如用米尺测量物体的长度，用天平称量物体的质量，用电流表测量电流等，
一、名词解释（每名词3分，共24分） 半衰期：放射性核素数目衰减到原来数目一半所需要的时间的期望值。 放射性活度：表征放射性核素特征的物理量，单位时间内处于特定能态的一定量的核素发生自发核转变数的期望值。A＝ｄN/dt。 射气系数：在某一时间间隔内，岩石或矿石析出的射气量N1与同一时间间隔内该岩石或矿石中由衰变产生的全部射气量N2的比值，即η*= N1/N2×100%。 原子核基态：处于最低能量状态的原子核，这种核的能级状态叫基态。 核衰变：放射性核素的原子核自发的从一个核素的原子核变成另一种核素的原子核，并伴随放出射线的现象。 α衰变：放射性核素的原子核自发的放出α粒子而变成另一种核素的原子核的过程成为α衰变 衰变率：放射性核素单位时间内衰变的几率。 轨道电子俘获：原子核俘获了一个轨道电子，使原子核内的质子转变成中子并放出中微子的过程。 衰变常数：衰变常数是描述放射性核素衰变速度的物理量，指原子核在某一特定状态下，经历核自发跃迁的概率。线衰减系数：射线在物质中穿行单位距离时被吸收的几率。 质量衰减系数：射线穿过单位质量介质时被吸收的几率或衰减的强度，也是线衰减系数除以密度。 铀镭平衡常数：表示矿（岩）石中铀镭质量比值与平衡状态时铀镭质量比值之比。 吸收剂量：电力辐射授予某一点处单位质量物质的能量的期望值。D=dE/dm，吸收剂量单位为戈瑞（Gy）。 平均电离能：在物质中产生一个离子对所需要的平均能量。 碰撞阻止本领：带电粒子通过物质时，在所经过的单位路程上，由于电离和激发而损失的平均能量。 核素:具有特定质量数，原子序数和核能态，而且其平均寿命长的足以已被观察的一类原子 粒子注量：进入单位立体球截面积的粒子数目。 粒子注量率：表示在单位时间内粒子注量的增量 能注量：在空间某一点处，射入以该点为中心的小球体内的所有的粒子能量总和除以该球的截面积 能注量率：单位时间内进入单位立体球截面积的粒子能量总和 比释动能：不带电电离粒子在质量为dm的某一物质内释放出的全部带电粒子的初始动能总和 剂量当量：某点处的吸收剂量与辐射权重因子加权求和 同位素:具有相同的原子序数，但质量数不同，亦即中子数不同的一组核素 照射量：X=dq/dm，以X射线或γ射线产出电离本领而做出的一种量度 照射量率：单位质量单位时间内γ射线在空间一体积元中产生的电荷。 剂量当量指数：全身均匀照射的年剂量的极限值 同质异能素：具有相同质量数和相同原子序数而半衰期有明显差别的核素 平均寿命：放射性原子核平均生存的时间.与衰变常熟互为倒数。 电离能量损耗率：带电粒子通过物质时，所经过的单位路程上，由于电离和激发而损失的平均能量 平衡含量铀：达到放射性平衡时的铀含量 分辨时间: 两个相邻脉冲之间最短时间间隔 康普顿边:发生康普顿散射时，当康普顿散射角为一百八十度时所形成的边 康普顿坪：当康普顿散射角为零到一百八十度时所形成的平台 累计效应:指y光子在介质中通过多次相互作用所引起的y光子能量吸收 边缘效应: 次级电子产生靠近晶体边缘，他可能益处晶体以致部分动能损失在晶体外，所引起的脉冲幅度减小 和峰效应: 两哥y光子同时被探测器晶体吸收产生幅度更大的脉冲，其对应能量为两个光子能量之和 双逃逸峰：指两个湮没光子不再进行相互作用就从探测器逃出去 响应函数: 探测器输出的脉冲幅度与入射γ射线能量之间的关系的数学表达式 能量分辨率: 表征γ射线谱仪对能量相近的γ射线分辨本领的参数 探测效率：表征γ射线照射量率与探测器输出脉冲1. 峰总比:全能峰的脉冲数与全谱下的脉冲数之比 峰康比:全能峰中心道最大计数与康普顿坪内平均计数之比
2018年核与辐射管理政策措施及监管情况 市辐射监测监督站 2018年12月3日 2018年，辐射站在局党组的正确领导和省环境保护厅的指导下，按照省辐射监督站《关于印发2018年全国核与辐射安全监管工作要点》的要求，统筹安排部署辐射环境监管工作，以保护环境、保障人民群众身体健康为出发点，以放射性同位素、射线装置安全和防护为核心，以加强队伍能力和素质建设为支撑，认真履行核与辐射安全监管职责，圆满完成各项工作任务，保障了我市核与辐射环境安全。现将辐射站2018年的辐射环境监督管理工作情况及2019年工作设想汇报如下： 一、2018年工作开展情况 （一）严格把关，规范流程，完善行政审批程序 我站加强对辐射安全许可证申请单位的现场核查力度，严把审批关，对Ⅳ、Ⅴ类放射源及Ⅲ类射线装置应用单位申领许可证逐一进行现场核查。对不符合许可证申领条件及设施、管理等不完善的单位提出整改要求，待整改完成并经县（区）级环保部门确认合格后予以颁发许可证。2018年共审批辐射安全许可证6家，其中新办证1家、变更和延期5家，共进行辐射安全许可证现场核查10余次，确保核技术应用单位持证率达100%. 按照《安徽省环境保护厅行政许可办理指南及审批权限》的要求，我市制定了《淮北市辐射安全许可证审批办理指南》、《淮北市放射性同位素转让许可办理指南》等规范性资料，进一步完
善了行政审批的环节，细化了辐射行政审批的操作流程。较好地衔接了“国家核技术利用辐射安全监管系统”与市局统一窗口受理、网上申报的技术接口。结合窗口受理和网上审批的实际，明确了审批责任、简化了程序、减轻了企业负担、提高了审批效率。 （二）以执法检查为抓手，多措并举，强化监管工作 2018年以来，我站会同县（区）环保部门、矿业集团股份有限公司环保处按照年初制定的检查计划，有条不紊的对核技术应用单位开展现场检查工作。全年，我市先后出动执法人员400余人次，共排查单位84家，包括放射源使用单位19家，其中持证单位19家，放射源277枚，射线装置使用单位65家，其中持证单位65家，射线装置156台/套。本次专项检查采取企业自查与我局现场检查相结合的方式，同步完成了现场检查工作并制作现场检查报告，对发现的安全隐患提出了整改要求，下达整改通知书12份，并要求县区把督促整改工作责任到人，取得了较好的效果。切实做到了“两个全覆盖”，“两个零容忍”。 通过专项执法检查，查清了我市射线装置应用单位的底数，对未取得辐射安全许可证的企业要求依法停止射线装置的使用、并责令限期补办，改变我市射线装置应用单位辐射安全许可证持证率低的状况，建立起全市射线装置安全监管数据库；查处了“未批先建”、“久试不验”的突出违法问题；攻克流动核技术应用单位监管的难点，规范放射性同位素测井、勘探、流动放射源备案和安全贮存的行为，消除了辐射安全隐患。 （三）认真开展辐射监测工作，不断提高监测能力水平 圆满完成全市辐射环境质量监测任务。制定了印发2018年
核数据处理理论知识 核辐射测量数据特征：随机性（被测对象测量过程）局限性混合型空间性 数据分类：测量型计数型级序型状态型名义型 精度：精密度正确度准确度 统计误差：核辐射测量中，待测物理量本身就是一个随机变量。准确值为无限次测量的平均值， 实际测量为有限次，把样本的平均值作为真平均值，因此存在误差。 变量分类：（原始组合变换）变量 误差来源：（设备方法人员环境被测对象）误差 误差分类：系统误差随机误差统计误差粗大误差 放射性测量统计误差的规律答：各次测量值围绕平均值涨落二项分布泊松分布高斯分布 精度的计算，提高测量精度的方法？答：采用灵敏度高的探测器增加放射源强度增加测量次数延长测量时间减少测量时本底计数 放射性测量中的统计误差与一般测量的误差的异同点？答：不同点：测量对象是随机的，核衰变本身具有统计性，放射性测量数据间相差可能很大。测量过程中存在各种随机因素影响。相同点：测量都存在误差。 样本的集中性统计量？答：算术平均值几何平均值中位数众数（最大频数） 样本的离散性统计量？答：极差方差变异系数或然系数算术平均误差 单变量的线性变换方法？答： 1.标准化变换 2.极差变换 3.均匀化变换 4.均方差变换 单变量的正态化变换方法？答：标准化变化角度变换平方根变换对数变换 数据网格化变换的目的？答： 1.把不规则的网点变为规则网点 2.网格加密 数据网格变换的方法？答： 1.插值法（拉格朗日插值三次样条插值距离导数法方位法） 2.曲面拟合法（趋势面拟合法趋势面和残差叠加法加权最小二乘拟合法） 边界扩充的方法有哪些？答：拉格朗日外推法余弦尖灭法偶开拓法直接扩充法补零法 核数据检验目的： 1.帮助检查测量系统的工作和测量条件是否正常和稳定，判断测量除统计误差外是否存在其它的随机误差或系统误差 2.确定测量数据之间的差异是统计涨落引起的，还是测量对象或条件确实发生了变化引起的 变量选择的数学方法：几何作图法（点聚图数轴）相关法（简单相关系数逐步回归分析秩相关 系数）秩和检验法 谱数据处理—问答题谱的两大特点？答： 1.放射性核素与辐射的能量间存在一一对应关系 2.放射性核素含量和辐射强度成正比 谱光滑的意义是什么？方法有哪些？答：意义 1.由于核衰变及测量的统计性，当计数较小时， 计数的统计涨落比较大，计数最多的一道不一定是高斯分布的期望，真正峰被湮没在统计涨落中2.为了在统计涨落的影响下，能可靠的识别峰的存在，并准确确定峰的位置和能量，从而完成定 性分析，就需要谱光滑 3.由于散射的影响，峰边界受统计涨落较大，需要谱光滑方法算术滑动平均法重心法多项式最小二乘法其他（傅里叶变换法） 寻峰的方法有哪些？答：简单比较法导数法对称零面积变换法二阶插值多项式计算峰位法 重心法拟合二次多项式计算峰位法 峰面积计算的意义和方法？答： 1）峰面积的计算是定量分析的基础。2）知道了特征峰的净峰面积，就可以计算目标元素的含量线性本底法（科沃尔沃森 Sterlinski ）峰面积法单峰曲面拟合法 谱的定性分析、定量分析的内容？答：定性：确定产生放射性的核素或元素定量：峰边界的确定峰面积计算重锋分析含量计算 核辐射测量特点：核辐射是核衰变的产物核辐射的能量具有特征性核素的含量与特征辐射的
工作用辐射温度计检定员培训试题答案
JJG856-2015 工作用辐射式温度计检定规程培训考试题答案 一、辐射剂量基础试题（填空题） 1、本规程适用于在测温范围（-50——3000）℃之间内的工作用辐射温度计的首次检定和后续检定。 2、本规程的工作用辐射温度计是指发射率设定值为 1 的单波段辐射式温度计和发射率比可设置为1 的比色温度计，不包括红外额温度计和接触式辐射温度计。 3、【有效】光谱亮度温度计是指在给定的波长，光谱辐射亮度与被测辐射体的有效光谱 在给定波长范围，辐射亮度与被测热辐射体的有效辐射亮度相等的黑体的温度，称【有效】亮度温度。 4、有效波长是指在单波段辐射温度计在光谱范围，使得被测热辐射体的有效光谱温度等于该温度计示值的波长。 5、比色温度是指与热辐射体两个给定波长的光谱辐射亮度之比相等的黑体温度。 6、发射率是指与物体的法向光谱辐射亮度与同温度黑体的光谱辐射亮度之比。 7、【空腔】黑体辐射源，用于检定或校准辐射温度计，具有稳定控制的温度和明确的发射率，且热辐射特性接近于黑体的凹形装置。 8、【平】面辐射源用于检定或校准辐射温度计、具有稳定控制的温度和明确的发射率，且热辐射的平表面。 9、【热】辐射源用于检定校准辐射式温度计，具有稳定控制的温度和明确的发射率的几何形状。 10、在工作用辐射温度计的全部温度范围，固有误差均应不超过最大允许误差，最大允许误差（或仪表准确度、不确定度）应根据型号说明书确定。 11、最大允许误差技术指标应注明与之相应的测量距离与辐射源直径，或检定校准装置的测量距离与辐射直径。
12、重复性应不超过被检温度计技术指标中对应重复性的要求，同时应不超过最大允许误差绝对值的 1/2 13、辐射测温仪光学系统应清洁、无损伤和松动等现象，目视瞄准系统或辅助瞄准装置能正常引导测温视场。 14、检定环境条件：温度（18-25）℃,相对湿度20%-85%，交流电源220V±22V，50Hz 15、固有温度误差通常在被检测温度计测量范围内均匀选取检定点，包括接近下限和上限的检定点，接近均匀分布的，一般为整百度和整十度点。检定点在最大误差突变点附近时，应在最大误差较小的一侧突变点检定点。 二、判断题（√×） 1、视场发射辐射温度计所接收的辐射的被测区域，通常为圆形被测目标。（√） 2、测量距离是指辐射温度计与目标值之间的距离。（√） 3、距离系数是指目标聚焦状态下，测量距离与视场直径之比，距离系数的符号S:D （×） 4、辐射源尺寸效应，由于光学系统不理想，当测量距离一定时，辐射温度计输出依赖 于被测物大小的效应，这是不是辐射温度计的特性。（×） 5、不具有亮度校准结果的辐射源，必须配备参考温度计。（√） 6、参考辐射源温度计的不确定度（k=2）,不大于被检温度计最大允许误差的1/4。 （√） 7、参考接触式辐射源温度计的不确定度（k=2）,不大于被检温度计最大允许误差的 1/3。（√） 8、对于最大允许误差为（±1%×温度示值）的被检温度计的检定，只能选用符合表2 温度计，即铂电阻温度计。（×） 9、有露点以下使用的辐射源，应具备有效的防结露、防结霜或防止现成雾的措施。 （√）
JJG856-2015 工作用辐射式温度计检定规程培训考试题答案 1 2 3 一、辐射剂量基础试题（填空题） 4 1、本规程适用于在测温范围（-50——3000）℃之间内的工作用辐射温度计的首次检定5 和后续检定。 6 2、本规程的工作用辐射温度计是指发射率设定值为 1 的单波段辐射式温度计和发7 射率比可设置为1 的比色温度计，不包括红外额温度计和接触式辐射温度计。 8 3、【有效】光谱亮度温度计是指在给定的波长，光谱辐射亮度与被测辐射体的有效光9 谱在给定波长范围，辐射亮度与被测热辐射体的有效辐射亮度相等的黑体的温度，称【有效】亮度温度。 10 11 4、有效波长是指在单波段辐射温度计在光谱范围，使得被测热辐射体的有效光谱温度等 于该温度计示值的波长。 12 13 5、比色温度是指与热辐射体两个给定波长的光谱辐射亮度之比相等的黑体温度。 14 6、发射率是指与物体的法向光谱辐射亮度与同温度黑体的光谱辐射亮度之比。
7、【空腔】黑体辐射源，用于检定或校准辐射温度计，具有稳定控制的温度和明确的发 15 16 射率，且热辐射特性接近于黑体的凹形装置。 17 8、【平】面辐射源用于检定或校准辐射温度计、具有稳定控制的温度和明确的发射率， 且热辐射的平表面。 18 19 9、【热】辐射源用于检定校准辐射式温度计，具有稳定控制的温度和明确的发射率的几20 何形状。 21 10、在工作用辐射温度计的全部温度范围，固有误差均应不超过最大允许误差，最大允22 许误差（或仪表准确度、不确定度）应根据型号说明书确定。 23 11、最大允许误差技术指标应注明与之相应的测量距离与辐射源直径，或检定校准装置 的测量距离与辐射直径。 24 25 12、重复性应不超过被检温度计技术指标中对应重复性的要求，同时应不超过最大允许26 误差绝对值的 1/2 27 13、辐射测温仪光学系统应清洁、无损伤和松动等现象，目视瞄准系统或辅助瞄准装置28 能正常引导测温视场。 29 14、检定环境条件：温度（18-25）℃,相对湿度20%-85%，交流电源220V±22V，50Hz 30 15、固有温度误差通常在被检测温度计测量范围内均匀选取检定点，包括接近下限和上31 限的检定点，接近均匀分布的，一般为整百度和整十度点。检定点在最大误差突变点附近
第一章 测量误差及数据处理的基本知识 物理实验离不开对物理量的测量。由于测量仪器、测量方法、测量条件、测量人员等因素的限制，测量结果不可能绝对准确。所以需要对测量结果的可靠性做出评价，对其误差范围作出估计，并能正确地表达实验结果。 本章主要介绍误差和不确定度的基本概念，测量结果不确定度的计算，实验数据处理和实验结果表达等方面的基本知识。这些知识不仅在每个实验中都要用到，而且是今后从事科学实验工作所必须了解和掌握的。 1.1 测量与误差 1.1.1测量 物理实验不仅要定性的观察物理现象，更重要的是找出有关物理量之间的定量关系。因此就需要进行定量的测量。测量就是借助仪器用某一计量单位把待测量的大小表示出来。根据获得测量结果方法的不同，测量可分为直接测量和间接测量：由仪器或量具可以直接读出测量值的测量称为直接测量。如用米尺测量长度，用天平称质量；另一类需依据待测量和某几个直接测量值的函数关系通过数学运算获得测量结果，这种测量称为间接测量。如用伏安法测电阻，已知电阻两端的电压和流过电阻的电流，依据欧姆定律求出待测电阻的大小。 一个物理量能否直接测量不是绝对的。随着科学技术的发展，测量仪器的改进，很多原来只能间接测量的量，现在可以直接测量了。比如车速的测量，可以直接用测速仪进行直接测量。物理量的测量，大多数是间接测量，但直接测量是一切测量的基础。 一个被测物理量，除了用数值和单位来表征它外，还有一个很重要的表征它的参数，这便是对测量结果可靠性的定量估计。这个重要参数却往往容易为人们所忽视。设想如果得到一个测量结果的可靠性几乎为零，那么这种测量结果还有什么价值呢？因此，从表征被测量这个意义上来说，对测量结果可靠性的定量估计与其数值和单位至少具有同等的重要意义，三者是缺一不可的。 1.1.2 误差 绝对误差 在一定条件下，某一物理量所具有的客观大小称为真值。测量的目的就是力图得到真值。但由于受测量方法、测量仪器、测量条件以及观测者水平等多种因素的限制，测量结果与真值之间总有一定的差异，即总存在测量误差。设测量值为N ，相应的真值为N 0，测量值与真值之差ΔN ΔN ＝N －N 0 称为测量误差，又称为绝对误差，简称误差。 误差存在于一切测量之中，测量与误差形影不离，分析测量过程中产生的误差，将影响降低到最低程度，并对测量结果中未能消除的误差做出估计，是实验测量中不可缺少的一项重要工作。 相对误差 绝对误差与真值之比的百分数叫做相对误差。用Ｅ表示： %1000 ??=N N E 由于真值无法知道，所以计算相对误差时常用Ｎ代替0N 。在这种情况下，Ｎ可能是公认 值，或高一级精密仪器的测量值，或测量值的平均值。相对误差用来表示测量的相对精确度，相对误差用百分数表示，保留两位有效数字。 1.1.3 误差的分类
核技术 核探测复习材料 一、简答题： 1．γ射线与物质发生相互作用有哪几种方式？（ 5分） 答：γ射线与物质发生相互作用（1）光电效应 （2）康普顿效应（得2分）（3）电子对效应（得2分） 2．典型的气体探测器有哪几种？各自输出的最大脉冲幅度有何特点，试用公式表示。（5分） 答：典型的气体探测器有（1）电离室（得1分）（2）正比计数管（得1分）（3）G-M 计数管（得1分） 脉冲幅度：（1）电离室：C e w E v = （得1分）（2）正比计数管：C e w E M v ?= （得0.5分）（3）G-M 计数管 最大脉冲幅度一样（得0.5分） 3．简述闪烁体探测器探测γ射线的基本原理。（5分） 答：γ射线的基本原理通过光电效应 、 康普顿效应和电子对效应产生次级电子（得1分），次级电子是使闪烁体激发（得1分），闪烁体退激发出荧光（得1分），荧光光子达到光电倍增管光阴极通过光电效应产生光电子（得1分），光电子通过光电倍增管各倍增极倍增最后全部被阳极收集到（得1分），这就是烁体探测器探测γ射线的基本原理。 注：按步骤给分。 4．常用半导体探测器分为哪几类？半导体探测器典型优点是什么？（5分） 答：常用半导体探测器分为(1) P-N 结型半导体探测器（1分）(2) 锂漂移型半导体探测器；（1分）(3) 高纯锗半导体探测器；（1分） 半导体探测器典型优点是(1) 能量分辨率最佳；（1分）(2)射线探测效率较高，可与闪烁探测器相比。（1分） 5．屏蔽β射线时为什么不宜选用重材料？（5分） 答：β射线与物质相互作用损失能量除了要考虑电离损失，还要考虑辐射损失（1分），辐 射能量损失率 2 22NZ m E z dx dE S rad rad ∝??? ??-= 与物质的原子Z 2成正比（2分），选用重材料 后，辐射能量损失率必然变大，产生更加难以防护的x 射线（2分）。故不宜选用重材料。 注：按步骤给分。 6．中子按能量可分为哪几类？中子与物质发生相互作用有哪几种方式。（5分） 答案要点：第1问：快中子、热中子、超热中子、慢中子 答对3个以上得1分 第2问：中子的弹性和非弹性散射（1分）、中子的辐射俘获（1分）、中子核反应（1分）、中子裂变反应（1分） 二、证明题：（共10分） 1． （5分）试证明γ光子只有在原子核或电子附近，即存在第三者的情况下才能发生电 子对效应，而在真空中是不可能的。 答： 答：对γ光子能量 νγh E =；（1分）动量c h P ν γ=。（1分） 由能量守恒，有
第四章辐射温度计检定 第一节目前国内外辐射温度计检定现状 一国内检定现状 10年前，红外温度计的使用较少，辐射温度计（主要是对红外温度计，下同）的检定工作在省级计量机构和工业企业中，实际上没有开展。由于红外温度计使用数量的增加，红外温度计的检定工作才开始重视。尤其是近5年来，省级计量机构都已经建立了辐射温度计传递标准，极少数暂时没有建立的也在准备之中。省级计量机构建立的标准温度范围为：-30～1600℃，基本上满足了目前辐射温度计检定和校准的需求。在经济发展较好的省份，地级和县级计量机构甚至先于一些省级计量建立起辐射温度计传递标准。所以准确地说，红外温度计的检定工作，经过近5年的发展，在国内已经逐步展开。 辐射温度计在钢铁企业使用较多，不少钢铁企业早期都已经建立了光学高温计的传递标准。尤其是近几年，钢铁企业质量意识的提高，在轧钢生产线上普遍采用红外温度计在线测量和控制，因此近5年来，钢铁企业都开始重新建立辐射温度计传递标准或改造和更换老的检定设备。目前大型钢铁企业都已经建立了新的辐射温度计传递标准，暂时没有建立的也在准备之中。对于辐射温度计检定工作的开展，钢铁企业在国内大型企业中走在前面。 20世纪90年代，铁路系统已开始利用红外测温仪检测轴温，现在列车提速，检测轴温更显重要。 对于列车提速，安全运行是铁路系统首要工作，为了监察列车运行中轴温情况，铁路部门普遍采用红外温度计进行现场快速测量检查，并且已经配备一定数量的红外温度计。因此，红外温度计的检定工作，早在15年前在铁路系统就已经开展。目前铁路路局级计量部门，已经有60%以上建立了红外温度计检定装置。 根据近几年每年的检定数量和在使用中红外温度计的数量对比，仍然有相当多的辐射温度计在使用而没有检定或校准。随着地市级计量机构和大中型企业开始建立辐射温度计传递标准，红外温度计的检定工作已开始重视。 二国外检定现状 国外主要在欧洲和北美，因为辐射温度计的使用比国内早，因此检定工作也开展的早。首先是生产辐射温度计的厂家，由于自身生产的需要，必须建立对辐射温度计的标定装置，对所生产的产品进行标定。随着使用量的增加，检测机构也同时建立辐射温度计的标准，开展对辐射温度计的校准工作。 三目前国内红外温度计检定情况 在开展了红外温度计的检定工作后，根据作者的调查，目前使用的红外温度计不合格率较高，尤其是廉价的手持式红外温度计，严格地说不合格率高达60%以上。正因为开展了检
核辐射测量方法 葛良全 周四春 成都理工大学核技术与自化工程学院 2007．8
前言 本讲义旨在缓解我院“核工程与核技术”专业人才培养计划调整后尚无专业教材的状况。主要内容有核辐射测量基础知识、射线与物质相互作用、核辐射测量的单位、核辐射防护知识、γ射线测量方法、β射线测量方法、α射线测量方法、X射线荧光测量方法、核辐射测量统计学与误差预测等。该讲义可作为“核工程与核技术”和“辐射防护与环境保护”专业的核辐射测量方法课程的教材，也可作为“测控技术与仪器”、“勘查技术工程”和“地球化学”（铀矿地质勘探方向）等本科专业的教学参考书，以及“核科学与技术”学科专业研究生教学的参考书。 本讲义相关内容主要从以下几本参考书的有关内容编辑： [1]章晔，华荣洲、石柏慎编著，放射性方法勘查，原子能出版社，1990 [2]葛良全，周四春，赖万昌编著，原位X辐射取样技术，四川科学技 术出版社，1997 [3]格伦敦F 诺尔著（李旭等译），辐射探测与测量，原子能出版社， 1984。 [4]复旦大学、清华大学、北京大学，原子核物理实验方法，北京，原 子能出版社，1985 [5]李星洪等编，辐射防护基础，北京，原子能出版社，1982 [6]吴慧山，核技术勘查，北京，原子能出版社，1998 [7]王韶舜，核与粒子物理实验方法，北京，原子能出版社，1989
1 第1章 放射性方法勘查的基本知识 1.1 原子和原子核 1.1.1 原 子 原子是构成自然界各种元素的最基本单位，由原子核及核外轨道电子(又称束缚 电子或绕行电子)组成。原子的体积很小，直径只有10－ 8cm 左右，原子的质量也很小， 例如氢原子质量为1.67356×10－ 24g ，铀原子的质量为3.951×10-22g 。原子的中心为原子核，它的直径比原子的直径小得多，为n·10-13～n ·10-12(cm)，但它集中了原子的绝大部分质量。例如氢原子由原子核和一个束缚电子组成，其结构示于图1-1，氢核的质量为1.67×10-24g ，而束缚电子的质量仅 为9.1×10-28g ，两者的比值近似为1/1840。对 于原子序数较大的原子，这个比值更小些。例如，铀原子92个绕行电子的总质量和原子核质量之比为1/4717。 原子核带正电荷，束缚电子带负电荷，两者所带的电荷量相等，符号相反，因此原子本身呈中性。当原子吸收外来的能量，使轨道上的电子脱离原子核的吸引而自由运动时，原子便失去电子而呈现电性，成为正离子。 原子中束缚电子按一定的轨道绕原子核运动，相应的原子处于一定的能量状态。对一种原子来说，它的绕行电子的数目和运动轨道都是一定的，因此每一个原子只能处于一定的，不连续的一系列稳定状态中。这一系列稳定状态，可用相应的一组能量W i 表征，W 称为原子的能级。处于稳定状态的原子，不放出能量。当原子由较高能级W 1跃迁到较低的能级W 2时，相应的能量变化△W 即W 1一W 2，以发射光子的形式释放出来，此时光子的能量为： 21W W hv ?= 式中，h ——普朗克常数，等于6.6262×10-34J·s ； v ——光子的频率。 将某种原子发射的各种频率的光子按波长排列起来，便构成了该种原子的发射 图1-1 氢原子核结构示意图 10-13cm 10-8cm
核数据处理课程设计报告 核数据处理课程设计报告姓名：学号：班级：2012年月日目录一、设计目的和要求二、设计原理1、探测原理。2、核数据处理的分析方法：谱光滑、寻峰、求峰面积。三、任务实现1、计算器2、写数据到文件中3、按钮实现数据的读写4、显示图谱5、寻峰及道址换算6、求峰面积一、设计目的和要求1、掌握核辐射探测的原理及核数据处理的方法； 2、了解图形程序的编写技能与技巧； 3、掌握文件读写函数的使用； 4、理解整个谱数据处理的流程； 5、进一步掌握对常用核数据处理的基本方法。二、设计原理1、探测原理。什么是核辐射和核辐射探测？
所谓核辐射是指在各种核跃迁中，从原子核中释放出来中子、质子、α粒子、β粒子、X射线、γ射线等。于它们本身具有波粒二象性，所以也将它们称为粒子或射线。而核辐射探测主要是用各种类型和规格的核辐射探测器记录粒子数目，测定放射源的活度，确定粒子的质量、电荷、寿命、能量以及动量等。在核辐射探测原理中，最基本的是利用带电粒子在物质中对物质原子产生的电离和激发效应或快速轻带电粒子穿过物质时的电磁效应。X射线和γ射线在物质中没有直接电离和激发效应，因此，不能直接被探测到。只有利用它们在物质中的光电效应、康普顿散射和电子对产生效应等产生的次级电子再引起的电离和激发才能探测到。射线与物质的相互作用主要有三个过程：光电效应、康普顿效应、电子对效应光电效应光子通过物质时和物质原子相互作用，光子被原子吸收后发射轨道电子的现象，称为光电效应，也称
光电吸收。光电效应发出来的电子叫做光电子。光电效应、特征X 射线和俄歇电的发射示意图光电子可以从原子的K、L、M等各壳层中发射出来。在光电效应过程中，因为动量守恒要求，除入射光子和光电外，还必需有第三者参加，即原子核，严格的讲是发射光电子之后余下的整个原子。所以自电子不能产生光电效应，而且原子的内层电子于受到原子核的强束缚更容易满足动量守恒而更容易发射光电子。一般的说，如果入射光子的能量超过K层电子结合能，那么，大约80%的光电吸收发生在K层电子上。光电子的能量入射光电子的能量原子发射光电子，从内壳层打出电子，便处于激发状态。退激有两种形式，一种是外层电子向内层跃迁伴随着放射特征X射线，其能量为两个壳层结合能之差另一种是原子的激发能直接交给外壳层的其它电子，使外壳层电子从原子中发射出来，即发射俄歇电子，其能量也仅
培训考试题答案第 1 页共 5 页 JJG856-2015 工作用辐射式温度计检定规程培训考试题答案 一、辐射剂量基础试题（填空题） 1、本规程适用于在测温范围（-50——3000）℃之间内的工作用辐射温度计的首次检定和后续检定。 2、本规程的工作用辐射温度计是指发射率设定值为 1 的单波段辐射式温度计和发射率比可设置为1 的比色温度计，不包括红外额温度计和接触式辐射温度计。 3、【有效】光谱亮度温度计是指在给定的波长，光谱辐射亮度与被测辐射体的有效光谱 在给定波长范围，辐射亮度与被测热辐射体的有效辐射亮度相等的黑体的温度，称【有效】亮度温度。 4、有效波长是指在单波段辐射温度计在光谱范围，使得被测热辐射体的有效光谱温度等于该温度计示值的波长。 5、比色温度是指与热辐射体两个给定波长的光谱辐射亮度之比相等的黑体温度。 6、发射率是指与物体的法向光谱辐射亮度与同温度黑体的光谱辐射亮度之比。 7、【空腔】黑体辐射源，用于检定或校准辐射温度计，具有稳定控制的温度和明确的发射率，且热辐射特性接近于黑体的凹形装置。 8、【平】面辐射源用于检定或校准辐射温度计、具有稳定控制的温度和明确的发射率，且热辐射的平表面。 9、【热】辐射源用于检定校准辐射式温度计，具有稳定控制的温度和明确的发射率的几何形状。 10、在工作用辐射温度计的全部温度范围，固有误差均应不超过最大允许误差，最大允许误差（或仪表准确度、不确定度）应根据型号说明书确定。 11、最大允许误差技术指标应注明与之相应的测量距离与辐射源直径，或检定校准装置的测量距离与辐射直径。
12、重复性应不超过被检温度计技术指标中对应重复性的要求，同时应不超过最大允许误差绝对值的1/2 13、辐射测温仪光学系统应清洁、无损伤和松动等现象，目视瞄准系统或辅助瞄准装置能正常引导测温视场。 14、检定环境条件：温度（18-25）℃,相对湿度20%-85%，交流电源220V±22V，50Hz 15、固有温度误差通常在被检测温度计测量范围内均匀选取检定点，包括接近下限和上限的检定点，接近均匀分布的，一般为整百度和整十度点。检定点在最大误差突变点附近时，应在最大误差较小的一侧突变点检定点。 二、判断题（√×） 1、视场发射辐射温度计所接收的辐射的被测区域，通常为圆形被测目标。（√） 2、测量距离是指辐射温度计与目标值之间的距离。（√） 3、距离系数是指目标聚焦状态下，测量距离与视场直径之比，距离系数的符号S:D（×） 4、辐射源尺寸效应，由于光学系统不理想，当测量距离一定时，辐射温度计输出依赖于 被测物大小的效应，这是不是辐射温度计的特性。（×） 5、不具有亮度校准结果的辐射源，必须配备参考温度计。（√） 6、参考辐射源温度计的不确定度（k=2）,不大于被检温度计最大允许误差的1/4。（√） 7、参考接触式辐射源温度计的不确定度（k=2）,不大于被检温度计最大允许误差的1/3。 （√） 8、对于最大允许误差为（±1%×温度示值）的被检温度计的检定，只能选用符合表2 温度计，即铂电阻温度计。（×） 9、有露点以下使用的辐射源，应具备有效的防结露、防结霜或防止现成雾的措施。（√） 10、供标准器使用的电测仪表（如需要），如电桥、直流数字多用表、标准电阻、其测 量引入的不确定度最大允许误差不超过标准器的1/3.或不超过被检温度计最大允许误差绝对值的1/10。（×） 三、简述体
第一章 辐射源 1、实验室常用辐射源有哪几类？按产生机制每一类又可细分为哪几种？ 2、选择放射性同位素辐射源时，需要考虑的几个因素是什么？ 答题要点：能量、放射性活度、半衰期。 3、252Cf 可作哪些辐射源？ 答题要点：重带电粒子源（α衰变和自发裂变均可）、中子源。 第二章 射线与物质的相互作用 10、如果已知质子在某一物质中的射程和能量关系曲线，能否从这一曲线求得d （氘核）与t （氚核）在物质中的射程值？如果能够求得，请说明如何计算？ 答题要点： 方式一： 若已知能量损失率，从原理上可以求出射程： 整理后可得： 在非相对论情况下： 00 01(/) R E E dE R dx dx dE dE dE dx ===-???02 02404πE m v R dE z e NB =?22E v M =00 24'02πE m E R dE z e NM B =?212 E Mv =
则： 从而得： 方式二： 若已知能量损失率，从原理上可以求出射程： 整理后可得： 在非相对论情况下： 从而得： 在速度v 相同的情况下，上式积分项相同， 则 12、当10MeV 氘核与10MeV 电子穿过铅时，请估算他们的辐射损失之比是多少？当20MeV 电子穿过铅时，辐射损失与电离损失之比是多少？ 答题要点：已知辐射能量损失率理论表达式为： 对于氘核而言，m d =1875.6139MeV ；对于电子而言，m e =0.511MeV ， 则10MeV 的氘核与10MeV 的电子穿过铅时，它们的辐射损失率之比为： 222 22 28 22227.4210d e d e d e e d Z Z Z m Z NE Z NE m m Z m -=≈? Ee=20MeV 时，在相对论区，辐射损失和电离损失之比有如下表达式： 2 22NZ m E z dx dE S rad rad ∝??? ??-=00 01(/) R E E dE R dx dx dE dE dE dx ===-???02 02404πE m v R dE z e NB =?2 1 2 E Mv = dE Mvdv =2 122 2 211R M z R M z =0302404πv m M v R dv z e N B =?22222 2a a a b a b b b a b a b a b b a M R M z z M R M z z M z R R M z ==?=??2 22 12 2 11M z R R M z =
核反应堆屏蔽层设计 摘要 核反应堆屏蔽层是用一定厚度的铅,把反应堆四周包围起来，用以阻档或减弱反应堆发出的各种射线。在各种射线中，中子对人体伤害极大，因此，屏蔽设计，主要是了解中子穿透屏蔽的百分比(或概率)，这对反应堆的安全运行是至关重要的。 对于问题一：我们用到了模特卡罗模拟，其中用到的基本思想，就是把随机事件的概率特征与数学分析的解联系起来。大数定理即在一个随机事件中，随着试验次数的增加，事件发生的频率趋于一个稳定值；同时，在对物理量的测量实践中，大量测定值的算术平均也具有稳定性。那么我们求得的中子穿透屏蔽层的百分比是符合大数定理的，首先进行数学分析，然后在用matlab 编程（代码见附录）对分析过程进行模拟。最后经过多组实验进行比较得出：当d D 3=时穿透屏蔽层的百分比为12.15%。 对于问题二：我们用到了分析法和计算机搜索法。首先我们假设屏蔽层的厚度x m D =，令D W 是中子穿过厚度为D 屏蔽层的概率，再令()610-
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