黑体红外波段辐射亮度响应的通用公式

发布时间：2024-05-25 07:27

　　以红外测温技术为背景,着重研究了f(T)=∫■R_λL_bλ(T)dλ≈CTⁿ模型,即某段波长范围内,黑体辐射在探测器上引起的响应,称其为黑体波段辐射亮度响应。对于不同的探测器,不同的波长区间,不同的温度范围,有不同的C及n。n值难以准确获取,多数研究者试验时使用Inagaki及Okamoto在1996年提出的三个固定波段模型,不能很好的扩展到任意波段的探测器。通过使用"维恩近似公式"代替普朗克公式,从理论上推导出f(T)的解析式,得到了黑体波段辐射亮度响应的通用公式,从而能够通过理论计算的方式,求取任意波段内黑体波段辐射亮度响应f(T)。使用黑体波段辐射亮度响应的通用公式进行了两项仿真工作。一是将通用公式在全波段内进行积分,得到解析式M_bb=5.238 5×10^-8T⁴,并与斯蒂芬玻尔兹曼定律对比。通用公式求得的系数σ′=5.238 5×10^-8与斯蒂芬玻尔兹曼常数σ=5.667 9×10^-8差值为0.429 4×10^-8<...

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图1通用公式与斯蒂芬玻尔兹曼公式对比

σ′=5.2385×10-8[W·(m2·K4)-1]与σ=5.6679×10-8[W·(m2·K4)-1]接近,差值为0.4294×10-8[W·(m2·K4)-1],其偏差来自于维恩公式对普朗克公式的近似。将斯蒂芬玻尔兹曼定律与式(9)绘图对比如图1。3.2Rλ....

图2文献[3]中探测器响应曲线及拟合结果

根据式(7)进行求解并将之与文中给出的f(T)≈0.136×σT4.09进行对比,如图3。从图中可以看出通用公式计算结果与参考文献拟合结果基本一致。图3通用公式与f(T)=CTn对比

图3通用公式与f(T)=CTn对比

图2文献[3]中探测器响应曲线及拟合结果3.3仿真小结

图4实验装置

根据参考值ε0的测量数据,有效数字取小数点后2位。通过拉伊达准则进行粗大误差判别,最后将有效数据求取均值,εˉ0=0.92作为参考值,εˉ=0.93作为测量值,发射率误差为0.01。面源辐射体实验装置如图4。通过实验,验证了通用公式的正确性。实验结....

本文编号：3981892