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將紅外系統(tǒng)送入太空任務(wù)之前，通常需要使用位于冷卻真空艙中的黑體進(jìn)行測(cè)試，以模擬太空環(huán)境。這些黑體的設(shè)計(jì)因一系列特殊需求而成為技術(shù)上的挑戰(zhàn)，包括：能夠在真空條件下工作，能夠承受極低溫度，對(duì)黑體發(fā)射器溫度的精確調(diào)節(jié)，以及從艙外控制中心對(duì)位于真空艙內(nèi)的黑體進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

VSB黑體是由Inframet推出的一種新型黑體，旨在滿足空間實(shí)驗(yàn)室的需求。其控制軟件可在模擬地球溫度目標(biāo)的同時(shí)，在太空環(huán)境條件下工作。

VSB黑體的發(fā)射器尺寸范圍為50x50mm到150x150mm，發(fā)射器溫度通過(guò)附著在發(fā)射器上的一系列加熱元件調(diào)節(jié)，溫度穩(wěn)定性通過(guò)超精密算法實(shí)現(xiàn)。該黑體專為遠(yuǎn)程控制而優(yōu)化，可以通過(guò)艙外的PC控制位于真空艙內(nèi)的黑體。此外，VSB黑體還經(jīng)過(guò)優(yōu)化，可與MRW-8旋轉(zhuǎn)輪協(xié)同工作。

VSB黑體是一種超高精度的面狀黑體，設(shè)計(jì)用于在冷卻真空艙（環(huán)境溫度為-173°C至-33°C）中模擬低至中等溫度目標(biāo)（-10°C至+200°C）。VSB黑體由四個(gè)模塊組成：VSB黑體頭、VDC電源、PC組件以及VSB控制計(jì)算機(jī)程序。只有VSB黑體頭可以放入真空艙中。VSB黑體還可以選配MRW-8旋轉(zhuǎn)輪，以滿足特殊需求。

一、什么是真空黑體源

定義

真空黑體源是一種將黑體輻射源放置在真空環(huán)境中的裝置。黑體源本身是一種理想化的熱輻射體，它能夠吸收所有照射到它表面的電磁輻射，并且在熱平衡狀態(tài)下，其發(fā)射的電磁輻射能量?jī)H與溫度有關(guān)。而真空黑體源通過(guò)將黑體源置于真空腔室中，以減少空氣對(duì)流和熱傳導(dǎo)對(duì)黑體輻射的影響，從而獲得更純凈、更準(zhǔn)確的熱輻射信號(hào)。

一、結(jié)構(gòu)組成

黑體腔：這是真空黑體源的核心部分，它的形狀通常為球形、圓柱形或長(zhǎng)方體等。黑體腔的內(nèi)壁材料具有高吸收率和高發(fā)射率，以接近理想黑體的輻射特性。例如，一些高性能的真空黑體源的黑體腔內(nèi)壁會(huì)采用特殊的涂層，如碳黑涂層，其發(fā)射率可以達(dá)到 0.99 以上。

真空腔室：用于創(chuàng)造和維持真空環(huán)境，一般由金屬材料制成，如不銹鋼。真空腔室配備有真空泵接口，通過(guò)真空泵可以將腔室內(nèi)的空氣抽出，達(dá)到所需的真空度。常見(jiàn)的真空度可以達(dá)到 10?3 Pa 甚至更高。

加熱與溫度控制系統(tǒng)：能夠精確控制黑體腔的溫度，使黑體在不同的設(shè)定溫度下產(chǎn)生穩(wěn)定的輻射。加熱系統(tǒng)可以是電阻加熱、感應(yīng)加熱等方式。溫度控制系統(tǒng)通常采用高精度的溫度傳感器（如鉑電阻溫度計(jì)）來(lái)監(jiān)測(cè)溫度，并通過(guò)反饋控制算法來(lái)調(diào)節(jié)加熱功率，確保黑體腔溫度的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。溫度控制精度可以達(dá)到 ±0.1℃甚至更高。

窗口材料：真空腔室上有用于輻射輸出的窗口，窗口材料需要在紅外波段具有高透過(guò)率，同時(shí)能夠承受真空環(huán)境和一定的溫度。例如，常用的窗口材料有氟化鈣（CaF?）、藍(lán)寶石（Al?O?）等，氟化鈣在 2 - 10μm 紅外波段的透過(guò)率較高，能夠有效地將黑體腔內(nèi)的輻射傳輸出來(lái)。

二、工作原理

首先，通過(guò)真空泵將真空腔室抽至所需的真空度，減少空氣對(duì)流和熱傳導(dǎo)對(duì)黑體輻射的影響。然后，加熱系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的溫度對(duì)黑體腔進(jìn)行加熱，當(dāng)黑體腔達(dá)到熱平衡狀態(tài)時(shí)，它會(huì)按照黑體輻射定律發(fā)射電磁輻射。由于黑體腔內(nèi)壁的高吸收率和高發(fā)射率特性，其發(fā)射的輻射能量主要取決于黑體腔的溫度。輻射通過(guò)真空腔室的窗口輸出，可用于校準(zhǔn)紅外探測(cè)器、熱成像系統(tǒng)等設(shè)備。

三、真空黑體源的作用

校準(zhǔn)與標(biāo)定：

紅外測(cè)溫設(shè)備校準(zhǔn)：對(duì)于紅外測(cè)溫儀、紅外熱像儀等紅外探測(cè)設(shè)備，真空黑體源可作為標(biāo)準(zhǔn)的輻射源對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保這些設(shè)備在不同環(huán)境和溫度條件下的測(cè)溫準(zhǔn)確性。例如，在工業(yè)生產(chǎn)中，紅外測(cè)溫設(shè)備常用于監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過(guò)程中的溫度變化，其準(zhǔn)確性對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全至關(guān)重要，使用真空黑體源進(jìn)行校準(zhǔn)可以有效提高設(shè)備的可靠性。

航天及衛(wèi)星設(shè)備標(biāo)定：在航天領(lǐng)域，衛(wèi)星上搭載的紅外遙感儀器等對(duì)溫度的測(cè)量精度要求極高。真空黑體源能夠在接近太空環(huán)境的真空條件下提供準(zhǔn)確的溫度輻射，用于標(biāo)定這些航天設(shè)備，確保它們?cè)谔罩心軌驕?zhǔn)確地獲取目標(biāo)物體的溫度信息，為氣象觀測(cè)、地球資源探測(cè)等提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

測(cè)試與評(píng)估：

熱成像系統(tǒng)性能測(cè)試：可以模擬不同溫度的目標(biāo)物體，幫助測(cè)試熱成像系統(tǒng)的分辨率、溫度靈敏度、均勻性等性能指標(biāo)。例如，測(cè)試熱成像系統(tǒng)在低溫或真空環(huán)境下對(duì)目標(biāo)物體的成像清晰度和溫度測(cè)量精度，以便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。

材料熱輻射特性研究：

為研究材料在真空及不同溫度下的熱輻射特性提供標(biāo)準(zhǔn)的輻射環(huán)境。通過(guò)將材料樣品置于真空黑體源的輻射場(chǎng)中，可以研究材料的發(fā)射率、吸收率等特性隨溫度的變化規(guī)律，這對(duì)于新材料的研發(fā)、材料性能的優(yōu)化以及航空航天等領(lǐng)域中對(duì)材料熱輻射特性的研究具有重要意義。

紅外傳感器的非均勻性校正：紅外傳感器在制造過(guò)程中可能存在像素之間的響應(yīng)差異，即非均勻性。真空黑體源可以提供均勻的輻射場(chǎng)，用于對(duì)紅外傳感器進(jìn)行非均勻性校正，提高傳感器的測(cè)量精度和可靠性5。

  模擬太空環(huán)境：

在地面上模擬太空的低溫、真空環(huán)境，為航天設(shè)備的測(cè)試和研究提供接近實(shí)際太空條件的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。例如，測(cè)試衛(wèi)星上的紅外探測(cè)設(shè)備在太空環(huán)境下的性能和可靠性，驗(yàn)證其在極端環(huán)境下的工作能力，有助于提前發(fā)現(xiàn)和解決潛在的問(wèn)題，降低航天任務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)。

用于研究太空目標(biāo)的熱輻射特性。通過(guò)調(diào)整真空黑體源的溫度和輻射參數(shù)，可以模擬太空中不同天體或目標(biāo)的熱輻射情況，為天文學(xué)研究和太空探測(cè)提供參考數(shù)據(jù)。

推薦型號(hào)

INFRAMET VSB真空黑體源