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核泄漏事故中的辐射监测与溯源技术近年来，核泄漏事故频繁发生，对人类生活环境和健康造成了极大威胁。
在处理核泄漏事故过程中，辐射监测和溯源技术起到了至关重要的作用。
本文将就核泄漏事故中的辐射监测与溯源技术展开讨论。
一、辐射监测技术辐射监测技术是核泄漏事故应急救援工作中不可或缺的环节。
它能够及时监测辐射物质的扩散情况，提供事故发生地及周边区域的辐射水平数据，为事故应急指挥部制定救援方案和采取相应的防护措施提供科学依据。
1. 空气监测技术空气监测技术通过设置监测站点，采集空气中的辐射物质，并对其进行分析和检测。
其中，气溶胶监测是常用的手段之一。
它通过收集气溶胶样本，并利用高精度仪器对样本中的辐射物质进行测量。
同时，还可以利用无人机等设备对空中辐射进行监测，提高监测的全面性和准确性。
2. 水体监测技术水体监测技术主要用于监测事故现场周边水体中的辐射物质含量。
核泄漏事故会导致水源的污染，对人们的生产生活造成严重威胁。
水体监测技术通过采集水样并进行分析，可以及时掌握水质状况，为人们提供安全的饮用水源，减少辐射对人体健康的影响。
3. 土壤监测技术土壤监测技术是核泄漏事故中重要的环境监测手段之一。
通过采集土壤样品并进行实验室分析，可以得知土壤中辐射物质的含量。
这有助于确定污染范围，并为土壤的治理与修复提供科学依据。
二、溯源技术辐射溯源技术可以帮助确定核泄漏事故的起源，并追踪辐射物质的扩散路径。
它对于事故后果评估和事故责任追究具有重要意义。
1. 合成孔径雷达技术合成孔径雷达技术可以通过对地表反射信号的测量，确定辐射物质的分布情况。
它利用雷达系统对大范围的地表进行扫描，并通过信号处理获取目标区域的高分辨率图像。
这种非接触式探测方法能够为事故溯源提供重要参考。
2. 同位素比值分析技术同位素比值分析技术可以通过对环境中物质的同位素含量进行测量，判断核泄漏事故所涉及的核材料种类和来源。
通过分析不同物质的同位素比值，可以准确地确定事故核材料的特征。
辐射测温的基本原理
辐射测温是一种非接触式的测温方法，其基本原理是利用物体的辐射能量与温度之间的关系来确定物体的温度。
辐射测温是基于物体的辐射特性而进行测温的。
根据能量守恒定律和斯特藩-玻尔兹曼定律，物体的温度越高，其辐射能量
越多。
物体的辐射能量主要集中在红外波段，因此在辐射测温中通常使用红外辐射来获取物体的温度信息。
红外辐射测温仪通常由一个红外传感器和一个温度计算单元组成。
红外传感器可以检测物体发出的红外辐射，并将其转换为电信号。
温度计算单元通过处理传感器输出的电信号，根据热辐射法则计算出物体的温度。
在测温时，红外辐射测温仪将红外传感器对准目标物体，并采集其发出的红外辐射能量。
红外辐射测温仪能够自动将传感器测得的红外辐射转换为物体的温度，并在显示屏上显示出来。
辐射测温具有非接触式、快速、精准等优点，广泛应用于工业、医疗、热力学等领域。
然而，辐射测温也存在一定的局限性，例如物体表面的发射率对测温结果有影响，不同材料的发射率不同，需要进行修正。
此外，在大气环境中进行辐射测温时，还需考虑温度的修正、大气湿度和污染物对测温结果的影响等因素。
总的来说，辐射测温通过检测物体发出的红外辐射能量来确定
物体的温度，具有许多优点，但在使用时需注意一些修正和影响因素，以获取准确的测温结果。
辐射测温技术综述作者：韩欣来源：《城市建设理论研究》2013年第35期摘要：本文简要叙述了辐射测温技术发展历史,对辐射测温学的三种基本测温方法, ,同时简要归纳了辐射测温的几个发展动向。
在工业生产条件下,高温表面辐射测温方法的准确性常常受到参与性介质的影响。
以连铸二冷区铸坯表面测温问题为背景,建立了一套水雾遮蔽表面辐射测温系统,进行了水雾对RaytekMR1S-B单色/双色红外辐射测温仪测温影响的研究。
研究结果可为开发工业生产条件下辐射测温技术奠定基础,也可为工业生产过程中测温仪的选取提供理论依据。
关键词：发射率；辐射测温；辐射温度计；中图分类号：O434.11文献标识码：A引言温度是确定物质状态的最重要参数之一,它的测量与控制在国防、军事、科学实验及工农业生产中具有十分重要的作用。
随着科学技术的发展,温度测量越来越受到重视,而且对测量准确度的要求也越来越高,在某些场合,温度测量问题成为关键问题。
例如在工业生产领域,热处理加热工艺中工件温度的测量和控制;高速轧制钢材的温度测量和控制;在国防军工科研生产领域,航空发动机和航天火箭发动机的温度测量,特别是在新材料、新工艺的研究中,经常要求更加准确的温度测量和控制,即便是在传统产业,如钢铁、冶金、热处理、轻工、化工等行业,随着自动化程度的提高和对产品质量要求的提高,也要求准确、快速地测温和控温。
另外随着能源危机的出现,出于节能、环保的目的,在工业生产应用中,对温度的监测也要求越来越重要。
总之,随着工农业、科研生产、国防军事等领域的需求有力地推动了温度测量的发展。
温度测量分为接触测温与非接触测温两大类,接触测温法的优点为测得的温度是物体的真实温度,其缺点是动态特性差,由于要接触被测物体,故对被测物体的温场分布有影响,而且受传感器材料耐温上限的限制,不能应用于超高温测量。
非接触测温又称为辐射测温。
辐射测温在理论上不存在测温上限,具有测温范围广、响应速度快、不破坏被测对象温场等特点。
辐射式温度传感器测温原理及测温方法自然界中任何物体只要其温度在绝对零点以上，就会不断地向周围空间辐射能量。
温度越高，辐射能量就越多。
任何物体又都能对辐射能量进行吸收、透射或反射。
掌握了这里面的对应关系，就可以知道物体的温度，辐射式温度器就是基于这一原理研制而成的。
辐射式温度传感器利用一定温度物体的热辐射原理制成的，辐射能随物体温度的变化而变化。
在应用辐射式温度传感器检测温度时，只需把传感器对准被测物体，不必与被测物体直接接触，属于非接触测温。
它不会破坏被测对象的温度场，可测量运动物体的温度和小的被测对象的温度；传感器或热辐射能探测器不必达到与被测对象同样的温度，测温上限不受传感器材料熔点的限制；属于被动式温度测量（即无须电源）；检测时传感器不必和被测对象达到热平衡，响应时间短，检测速度快，适于快速测温。
辐射式温度传感器测温方法主要有以下三种：一、比色测温法比色温度的定义是:黑体在波长λ1和λ2下的光谱辐射能量之比等于被测体在这两个波长下的光谱辐射能量之比，此时黑体的温度称为被测体的比色温度。
二、亮度测温法亮度温度的定义是:某一被测体在温度为T、波长为入时的光谱辐射能量，等于黑体在同一波长下的光谱辐射能量。
此时黑体的温度称为该物体在该波长下的亮度温度。
三、全辐射测温法全辐射测温的理论依据是斯忒藩一玻耳兹曼定律。
全辐射温度的定义是：当某一被测体的全波长范围的辐射总能量与黑体的全波长范围的辐射总能量相等时，黑体的温度Tb就称为该被测体的全辐射温度。
上述辐射式温度传感器三种测温方法中，比色测温与亮度测温都具有较高的精度。
比色测温的抗干扰能力强，在一定程度上可以消除电源电压的影响和背景杂散光的影响等。
全辐射测温容易受背景干扰。
辐射式温度传感器可测量高达2500摄氏度的温度，这是接触式温度传感器所无法比拟的，在很多温度测量场合也是唯一的一种测量方法。
关于辐射式温度传感器的研究，重点要放在测量的精确性和稳定性方面，将周围环境对测量的影响降到最低。
辐射测温的原理辐射测温是利用物体自身发射的辐射能量来测量其温度的一种方法。
简单来说，物体的温度越高，辐射的能量就越大，而辐射的能量又与物体的表面特性有关，所以通过测量物体辐射出的能量，可以间接得到物体的温度。
辐射测温的原理主要基于黑体辐射定律和斯特藩-玻尔兹曼定律。
黑体是一个理想化的物体，不吸收任何辐射，同时也是一个完美的辐射体，它能够以最大效率辐射出尽可能多的能量。
根据黑体辐射定律，黑体的辐射能量与其温度的四次方成正比。
斯特藩-玻尔兹曼定律则表明，辐射出的总功率与黑体的表面积和温度的四次方成正比。
在实际应用中，辐射测温主要通过红外线测温方法来实现。
红外线是一种波长比可见光长的电磁辐射，它在原理上与可见光相似，只是波长不同。
由于物体的表面温度与辐射的波长有关，红外线测温能够测量低于可见光波长的热辐射。
红外线测温设备主要包括一个红外辐射接收器和一个红外辐射发射源。
当设备对准物体时，红外辐射接收器会接收到物体发射出的红外辐射能量，然后将其转换为电信号。
接着，电信号经过处理后可以得到物体的温度。
红外线测温仪的工作原理是利用物体吸收能量后会发热，然后以红外辐射的形式辐射出来。
测温仪通过接收这种辐射能量，就可以确定物体的温度。
具体来说，红外线测温仪通过测量物体发出的红外辐射的强度来获取物体的表面温度。
仪器中的一组光电探测器接收到传感器前方的辐射，并将其转换为信号。
然后，这些信号经过信号处理和计算，最终转换成数字显示或其他形式的温度值。
红外线测温的优点是能够在非接触状态下测量温度，并且能够快速准确地获取温度信息。
同时，它还能够测量较高温度范围，适用于各种不同环境和材料。
红外线测温技术在许多领域得到广泛应用，例如工业生产、医疗诊断、环境监测等。
总的来说，辐射测温是利用物体自身发射的辐射能量来测量其温度的一种方法。
它通过测量物体发出的红外辐射能量，间接得到物体的温度。
这项技术的应用范围广泛，具有许多优点，对于许多实际问题的解决具有重要意义。
1.温度测量温度是确定物质状态的最重要参数之一，它的测量与控制在国防、军事、科学实验及工农业生产中具有十分重要的作用。
特别是高温测量在航天、材料、能源、冶金等领域中占有极重要地位。
温度的测量方法大致可分为两种：接触法和非接触法。
在接触测温法中，热电偶和热电阻温度计应用最为广泛，该方法的优点是设备和操作简单，测得的是物体的真实温度等，其缺点是动态特性差，由于要接触被测物体，故对被测物体的温度分布有影响，且不能应用于甚高温测量。
目前非接触测温法仍以辐射测温法为主，在过去相当长的时间里，辐射测温法的可靠性和抗干扰性都不太高，且测量范围往往仅限于较高温度。
但近二十多年，由于电子技术的飞快发展，半导体材料的进步及计算机技术的发展与应用，又由于辐射温度计具有无测量上限，响应速度快及不接触被测对象，因而不影响被测温场等特点，辐射测温技术得到长足的进步和发展。
仪器的制造水平、性能指标已有了显著提高，辐射真温测量研究、标定技术研究及应用技术研究方面亦取得了丰硕成果。
2.辐射测温简介2.1 辐射测温技术的原理在自然界中，物体处于绝对零度以上时，因为其内部带电粒子的运动，以不同波长的电磁波形式向外辐射能量，波长涉及紫外、可见、红外光区，但主要处于（0.8~15）μm 的红外区内。
物体的红外辐射能量的大小按其波长的分布与它表面温度有着十分密切的关系。
因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度。
2.2 辐射测温技术的发展历史及现状在仪器制造方面,辐射温度计的发展经历了以下几个阶段：隐丝式光学高温计阶段；用光电倍增管作为检测器的光电高温计阶段；以及用硅光电二极管、碲镉汞等作为检测器的光学测量和光电精密测温阶段。
隐丝式光学高温计出现在本世纪初，直到现在仍在高温(800℃以上)测量领域中被使用。
1927年国际温标采用此种高温计作为金点以上的温度复现及传递标准器。
它的工作原理是在峰值为650nm并在尽可能小的带宽内，使目标与钨灯灯丝的亮度平衡，灯丝消隐在目标中。
红外辐射测温技术1.原理所有的物体都是由不断震动的原子构成，原子的能量越高，振动的频率越大。
所有微粒的震动，包括这些原子，生成电磁波谱。
物体的温度越高，微粒的震动就越快，因此光谱的辐射能量就越高。
结果，所有物体都不停的以自身的波长频率向外辐射。
一切高于绝对零度的物体都存在红外辐射现象，物体红外辐射能量的大小及其按波长的分布情况，都与物体的表面温度有关。
通过对物体表面辐射能量的测定，并通过一定的信号转换，最终确定物体的表面温度，这就是红外辐射测温技术的基本原理。
2．特点红外线测温仪可以测量所有目标物体释放的红外能量，具有响应快的特点。
通常被用于测量移动和间歇性目标，真空状态下的目标，由于恶劣环境空间限制以及安全威胁无法由人接触的目标。
尽管在有些情况下使用其它设备也可以完成，但成本相对较高。
3.辐射测温的基本方法3.1红外测温（全辐射式测温）由斯蒂芬-玻尔兹曼定律知全辐射出射度(3.17)式中：σ为黑体辐射常数，σ＝5.7×10-8Wm2K-4。
当绝对黑体与黑体的总辐射亮度相等时，绝对黑体的温度叫做非黑体的辐射温度。
实际上，真正的黑体是不存在的，对于实际情况，辐射力和光谱辐射力可分别表示为（3.15）E=εEbEλ=ελEλ（3.16）(3.18)由式（3.15）和(3.18)可知，只要测出全波长总辐射出度，则被测物体的温度就可以确定。
测量的温度T与实际温度T之间的关系式为：r(3.19)式中：ε——物体的发射率；ελ——物体光谱发射率；T——实际物体真实温度（K）；T——黑体温度，即实际物体的辐射温度（K）；rε（T）——所有波长的实际物体的总发射率。
不同的物体，其全辐射率差异很大。
在已知条件下，根据式（3.18）可以通过测量实际物体的辐射温度计算出实际温度。
3.2亮度测温（单色辐射测温）当实际物体（非黑体）在某一波段下的单色辐射出射度同绝对黑体在同一波长下的单色幅射度相等时，则该该黑体的温度称为实际物体的亮度温度，表达式为：(3.20)在常用的温度与波长范围内，式(3.18)可以用维恩公式表示为(3.21)由式(3.20)可知，知道波长为λ的光谱发射率和用高温计测得的亮度温度T1后，就可以用式(3.20)求出实际物体的真实温度T。
漏度是物质内部分子热运动的一种宏观表现，温度的高低变化揭示了物质系统的运行状态及相应的变化既律，是确定物质状态的最重要参数之一。
温度的测量与控制在国防、军事、利学实验及工农业生产中具有十分重要的作用，尤其是高温测量，在航空，材料，能源、冶金等领域占有极重要的地位。
液态金属的快速凝固是先进材料的制备工艺之一，近十年来在材料科学与工程领域得到愈来愈广一泛的研究和应用。
由于传热是金属熔体发生液固相变的首要条件，温度成为标志金属所处物理状态及其凝固过程进行程度的重要宏观参量。
因此，温度测量对于深入研究快速凝固过程的动力学规律以及实现这一过程的动态控制都是极其必要的。
温度的洲!晕.方法大致可分为两种:接触法和非接触法。
在接触测温法中，热电偶和热电阻温度计应用最为广泛，该方法的优点是设一备简单和操作简使，测得的足物体的真实洲度。
其缺点是动态特性差，由于要接触被测物体，故对被测物体的温度分布有影响，且不能应用于甚高温测量。
另一方面，在有些情况下，比如对微小和运动的物体以及在一些特殊环境中的测量，对一物体的接触测量是不可能的，这时只能考虑用非接触测量的方法。
非接触测温方法主要是光学方法，它们大致一可分为如下几类：(1)辐射测温方法，其理论基础是普朗克黑体辐射定律，通过测量物体的辐射通髦来测定温度:(2)光散射方一法，此方法是根据温度对物体散射波民变化的影响来获得物体的温度:(3)折射率方法，其原理是:当物体温度变化时其折射率也发生相应变化，光通过物体时光程也要变化，可以通过各种光学干涉测量的方法得出物体折射率的变化从而导出物体的温度。
一个辐射测温系统通常由光学系统、探测器件和信号处理系统组成，如图所示，有的测温系统还有致冷器、调制器和服侍系统等测温系统通过其光学装置收集.(通常是红外辐射)，并通过探测器件的光电转换和电信号处理得出被测目标的表面温度，测温系统与目标之间是光传输介质。
非接触红外测温优点如下：它的测量不干扰被测温场，不影响温场分布，从而具有较高的测量准确度;(2)测温范围宽。
辐射测温技术和溯源概述杨永军,周庆福,蔡静(中国一航北京长城计量测试技术研究所,北京 100095)摘 要:介绍了辐射测温的基本原理,并从I TS-1990温标入手分析了辐射温度计溯源现状和存在的问题,并针对发射率修正和实用辐射源的溯源提出了建议。
关键词:辐射测温;黑体辐射源;溯源0 前言辐射温度计具有无测量上限,响应速度快,以及不接触被测对象因而不影响被测温场等特点。
近年来,随着电子技术的飞速发展、半导体材料的进步及计算机技术的发展与应用,辐射测温技术得到长足的进步和发展。
辐射测温仪器的制造水平、性能指标也有了显著提高,在工业生产、制造行业和科学研究中应用也越来越广泛。
如何保证其可靠溯源和使用,也显得愈为重要。
1 辐射测温原理和辐射温度计辐射测温的原理依据的是物体的热辐射与温度的对应关系,其定量描述是黑体辐射定律。
最基本的黑体辐射定律是普朗克黑体辐射定律:d M0λ=c1λ5(e c2/λT-1)dλ(1)式中:c1为第一辐射常数,317418×10-16W・m2;c2为第二辐射常数,114388×10-2m・K;λ为波长,m; T为黑体的热力学温度,K。
式(1)是普朗克定律的一般表达式,它准确地描述出黑体的辐射能力与波长以及温度之间的关系。
但我们知道,具有热辐射A的物体决不限于某一实际物体,具有不同光谱发射率的实际物体都有可能在同一波长下发出相同的热辐射A。
换句话说,一定量的热辐射具有温度的无限解。
所以,确定物体的热辐射并不一定能确定该物体的真实温度。
为了解决这个困难,在辐射测温学中引入了新的概念,即表观温度的概念。
利用表观温度,可以在物体的发射率为未知的情况下把实际物体的表观温度测量同黑体辐射定律直接联系起来。
在辐射测温学中,表现温度包括亮度温度、辐射温度和颜色温度。
基于这三种方法的仪表分别称为亮度法测温仪表、全辐射测温仪表(辐射感温器)、比色法测温仪表。
亮度测温法的灵敏度高,亮度温度与真实温度偏差小,引入有效波长概念后定义严格,适用于高准确度的测量或量值的传递。
比色法测温受发射率变化影响小,适合于低发射率物体的测温,尤其适合测量“灰”体的真实温度。
全辐射法价格便宜,在测量高温时有优越性。
对于实际用于工业测量的辐射温度计,还有部分辐射的红外温度计,它接收目标较宽波段(一般超过1μm)内的辐射能,比如Raytek公司的MMLT(测温范围-40～800℃)、3i系列中LT3,LR3系列测温仪(测温范围-30～1200℃)等,其波长范围都是8～14μm。
部分辐射法的性能和优缺点接近亮度法,但是在校准和使用中的不同之处还要引起注意。
在使用单波长光学(电)高温计、比色温度计及全波长(或带宽)辐射温度计测量温度时,测得的不是物体的真实温度,而是分别为亮度温度,颜色温度及辐射温度等表观温度。
只有知道物体的另一参数———材料发射率(黑度系数),才可求得物体真实温度。
而物体的材料发射率不仅与物体的组份、表面状态及测量波长有关,还与它所处的温度有关,并且易随表面状态改变而改变。
因此用辐射法测量物体真温是辐射测温领域中重要而困难的研究课题,如何消除发射率对辐射温度测量的影响也是目前辐射温度测量最为关心的问题。
利用多光谱辐射测温或谱色测温技术直接测量物体的真实温度已得到了深入的研究,这些测量技术都是建立或在线辨识合理的发射率模型,从而在测量中将其影响通过算法来消除的。
2 辐射测温仪的溯源体系现状211 I TS-1990对辐射测温的定义和复现根据1990年国际温标(I TS-90)的规定,辐射测温在I TS-1990温标中属第四温区,961178℃以上温区的温度T90(x)由下式来定义:作者简介:杨永军,(1973-),男,高级工程师,从事温度计量和特种条件下温度测量技术研究。
L(λ,T90(x)) L(λ,T90(R))=expc2λT90(R)-1expc2λT90(x)-1(2)式中:T90(R)是银、金、铜凝固点温度中的任意一个;第二辐射常数c2=01014388m・K;λ为真空中的波长。
如以银凝固点复现I TS-1990时,T90(R)=T90(Ag)= 1234193K(961178℃)。
对于确定的使用波长λ,测量了光谱辐亮比L(λ,T90(x))/L(λ,T90(Ag))即可确定961178℃以上温区的温度T90。
I TS-1990关于辐射测温的定义有如下特点:1)该温区的起始温度为银凝固点961178℃;2)其理论基础是普朗克辐射定律,温标的复现采用光谱辐射亮度比的方法;3)其光谱辐射亮度是指黑体辐射的光谱辐射亮度;4)温标复现的参考温度点有三个固定点,可选其中任一个,并具有同等精度;5)光谱辐射亮度所对应的波长没有规定;6)该温区不是以标准器而是以黑体辐射特性来定义温度,即温标文本对标准器并没有规定。
虽然温标规定了要用黑体辐射的光谱辐射亮度来复现温度,但由于采用黑体来保存和传递温标不方便,所以在实际使用中,用温度灯作为辐射源来进行量值保存和传递。
而光谱辐射亮度比的测量则通过目视光学高温计或各种类型的光电高温计来完成的。
利用银凝固点黑体作为参考,用光电比较仪通过延伸、比较和计算,将温度复现到基准温度灯、副基准温度灯、工作基准温度灯,然后用工作基准温度灯通过分度和计算的方法传递到标准光电高温计。
212 辐射测温仪的溯源体系和存在问题对于亮度式高温计,比如光学高温计或光电高温计,可以用标准温度灯来校准。
温度灯是一种高稳定度的高温辐射源。
在一定的实验条件下,温度灯钨带表面在规定的有效面积内所辐射出的辐射通量与通过钨带的电流之间具有稳定的关系特性。
它结构简单,稳定度高,使用方便,易于携带,而且价格便宜。
它的这些特点使其得到广泛的应用,成为目前国际上最重要和最常用的一种标准辐射源,可复现800～2500℃范围内的亮度温度,利用窗口衰减的方法,可向上扩展到3200℃。
需要注意的是,温度灯是一种非黑体辐射源,它具有与黑体不同的光谱能量分布。
在引用普朗克函数的情况下,温度灯所复现的温度量值是一定有效波长下的亮度温度。
如果偏离了温度灯复现温度的有效波长,则会造成很大的误差,甚至是错误的结果。
因此对于全辐射、部分辐射和比色式温度计,必须使用黑体炉来进行校准。
黑体炉在辐射测温溯源中的作用将日益突出,当前利用黑体炉开展辐射温度计校准工作主要依据JJG856-1994(500℃以下工作用辐射温度计)、JJG415-2001 (工作用辐射温度计)和JJG67-2003(工作用全辐射温度计)。
这些规程(规范)都是以标准光电高温计、热电偶或铂电阻等作为标准器,以黑体炉作为比较辐射源,对辐射温度计进行校准。
对辐射源黑度系数的要求一般为1±(01005～01015)之间。
随着技术的发展,逐渐出现了一些新型的辐射源,比如高发射率的面源和标准器不可拆卸溯源的一体式辐射源(特别是低温段),但还没有相应的规程和规范可执行。
使用当前规程(规范)开展辐射温度计计量工作存在的问题有:1)发射率修正问题前面提到,各种辐射测温方法都受到发射率的影响,因此,辐射源的黑度系数会对被校辐射温度计有很大影响。
虽然对辐射源的黑度系数被限定在1附近,不会对校准结果产生明显的影响,但是对固定发射率(常见的有017,0195或0197)或发射率不能调节为1的辐射温度计,依据这些规程开展校准时,就会带来很大的困难,需要根据校准的数据进行发射率的修正。
对于宽波长的辐射温度计(部分辐射温度计)来说,这种修正尤为显得困难。
2)辐射源的溯源问题虽然在辐射温度计的校准中使用的标准器如标准光电高温计、标准热电偶或铂电阻经过了校准,最终能溯源到I TS-1990温标。
但是对标准热电偶、热电阻等接触方法测量的标准器,并不能保证标准器测量的温度与黑体源的温度一致;而采用光电高温计为标准器时,由于标准光电高温计测量的是单一波长下的亮度温度,如果黑体炉偏离理想黑体的话,也会带来很大的误差。
黑体炉作为校准中比较用的辐射源,其特性对校准结果也有很大的影响,有时这些影响甚至是主要的。
一般黑体炉采用人工黑体腔的方法进行设计,其有效发射率是通过计算得到的。
有效发射率不仅跟黑体腔材料的黑度系数有关,还与黑体腔的温度分布以及测量时选用的波长有关。
前面I TS-1990中关于辐射温度的规定也提到,辐射温度的复现是以黑体辐射定律为基础的,因此必须保证在校准过程中辐射源的辐射特性不能偏离理想黑体特性太多,才能保证校准的准确性。
而当前对温度辐射源特别是较高温度辐射源的溯源方法还不是太成熟。
3 辐射温度校准测量中的发射率修正对亮度法、全辐射法和比色法,其表观温度和实际温度的关系分别为T s =1T +λC 2ln 1ελ-1(3)T p =T ε1/4(4)T c =1T +ln (ελ1/ελ2)C 2(1/λ2-1/λ1)-1(5)在理想情况下(黑体辐射源是理想黑体,辐射温度计实际与上述三种测温原理吻合),对于这三种方式测温的辐射温度计,如果校准时黑体炉的有效发射率和温度计的发射率不一致时,可以按照式(3)～(5)进行修正,当然这种方法也可以用在测量过程中修正被测物体的发射率。
实际应用的温度计中大多数都是带通温度计。
黑体炉实际温度T b 和被校温度计T i 的显示温度的关系为(考虑环境温度T a 的影响) λ2λ1εL 0(λ,T i )R (λ)d λ+ λ2λ1(1-ε)L b (λ,T a )R (λ)d λ= λ2λ1L b (λ,T b )R (λ)d λ(6)要根据式(6)准确计算带通温度计示值T i ,则须已知温度计的相对光谱响应度R (λ)。
一般来说校准实验室并不具备温度计的相对光谱响应度测量能力,而产品说明书中通常也只有光谱范围(一般为宽带温度计的光谱响应半宽波长名义值)或工作波长(一般为窄带温度计的中心波长名义值)等简单信息。
因此,,要测量温度计的光谱响应度R (λ)并基于式(6)去准确计算温度计示值T i ,对于一般校准实验室来说是不现实的。
对于窄带温度计,可根据其中心波长近似采用式(3)计算。
而宽带温度计示值的计算,可将温度计光谱响应近似表示为无选择性带通(矩形)光谱响应(即R (λ)=1),将式(6)进行简化,并将普朗克公式带入,通过数值积分和迭代进S 行计算T i 。
或者根据有效波长的定义,得到:L 0(λ,T )L 0(λ,T 0)λ=λe = λ2λ1L 0(λ,T )R (λ,T )R (λ)d λ λ2λ1εL 0(λ,T 0)R (λ)d λ =λ2λ1L 0(λ,T )d λ λ2λ1εL 0(λ,T 0)d λ(7)根据式(7)经过数值迭代计算出有效波长λe 后,根据式(3)真实温度和有效波长的关系可以求出真实温度。
