美国NIST热流传感器校准

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1、Volume102,Number4,July–August1997JournalofResearchoftheNationalInstituteofStandardsandTechnology[J.Res.Natl.Inst.Stand.Technol.102,479(1997)]NIST高热通量传感器的校准第102卷第4号1997年7月－8月当前，美国国家标准与技术研究院（NIST）传递校准技术采用参照辐射测量标准校准A.V.Murthy正在从事一项旨在改进热通量传感器的校的传递标准，利用石墨管黑体对传感器进Aero-Tech公司准方法并使之标准化的研究课题。美国当行校准。绝对

2、校准装置计划中包括使用一汉普顿，VA23666前科研和工业领域的校准需求已经超过了个球形黑体、一个冷却孔以及一个盛放传NIST当前的校准能力40kW/m2辐照度，感器的组件，在低对流环境中对传感器进以及 为实现此目标，并同时满足科研和工业领行校准。域的低水平无辐射热通量校准需求，NISTB.K.Tsai和C.E.Gibson当前正在研究三种不同的校准技术：对流、关键词：绝对技术；校准；热通量、辐照传导和辐射。本文主要介绍与NIST辐射校度；辐射；传感器；传递技术；不确定度。美国国家标准局准装置有关的研究活动，提出两种不同的盖瑟斯堡，MD20899-0001校准技术，分别为传递法和

3、绝对法。批准日期：1997年4月15日1.介绍的设计是通过1mm厚的氦气传递超过50kW/m2的辐照度，同时将辐射控制在总热流量的2%以下。对于非目前，美国国家标准与技术研究院正在从事一项辐射校准本文不再赘述。如何准确的确定热通量传感器特征的研究项目。该项目的内容包括分别开发或更新辐射、传导和对流的热传递装置，作为各种传感器校准的工具。本文主要介2.校准方法绍在光学技术部（OTD）、物理实验室（PL）内进行热通量传感器特征的确定方法可分为两类：热传的、满足本项目的辐射校准部分需求的研究工作。递法和绝对法。这两种基本校准方法的关键在于辐射OTD的工作是建立标准的辐射校准技术，并且更

4、源，要求它能够在传感器所处位置提供所需水平的辐新NIST的辐射校准装置（RCF）。以前，该部门的热照度。通量特性研究采用传递校准法，覆盖的最大辐照度范围是40kW/m2。但是，美国当前工业和试验室的需求2.1热传递校准法 已经超过了该水平。例如，在火焰研究和测试领域，当前，NIST采用的热传递法[3]分为两步，校准现有的测试方法对辐照度的要求高达100kW/m2方法参考了辐射测量标准。该方法在第3部分将详细[2]。介绍，它不使用测量的温度值进行热通量计算，而是为了满足该需要，准备从几点开始着手更新RCF。利用了传感器的信号输出测量值与热传递标准辐射计本文对当前的水平进行了总结，并

5、对不同的方案在扩测得的热通量值之间存在的直接关系。该方法使用一展当前水平，使之能够确定高达100kW/m2热通量传个高温石墨管黑体作为热源，通过参照热传递标准辐感器的特征的作用方面进行了评估。射计的读数，对传感器进行较大范围的校准。即使热与此同时，NIST的建筑与防火研究室（BFRL）也源偏离作为黑体的要求，对校准的影响也很小，原因正在分别研究用于测量非辐射热传递模式传感器的校是热传递标准本身的校准是依据基本的辐射测量标准准的对流和传导性热传递装置。对流装置包含一个1.0进行的。cm×30cm的通道，通道内有严格控制的气流通过，电加热墙壁产生的热通量可达到5kW/m2。传导装置1

6、翻译：SummitRockVolume102,Number4,July–August1997JournalofResearchoftheNationalInstituteofStandardsandTechnology[J.Res.Natl.Inst.Stand.Technol.102,479(1997)]2.2绝对校准法 等因素的影响，当对准确度的要求较高时，最好对照在原理上，热通量传感器的绝对校准比较简单。基准物体来确定ECR的特征。NIST的做法是参照基准如果知道黑体的温度、几何形状和表面辐射率，则可体（QED），利用一个氩或氪激光器发出的单束光对以计算传感器表面的辐照度，

7、因而无需使用基准或热ECR进行校准。传递辐射计。本方法已经被瑞典的Olsson[4]成功使图1所示为热传递标准体校准所使用的试验装置用，我们将在第4部分对它进行详细介绍。图。激光束首先通过开口的调节，然后再通过一个平板式分光镜照射到基准体或热传递标准体上。发射光测量使用一个带有适当的积分球和/或中性光强度滤3.NIST的热传递技术 光器的硅探测器（SiD）完成。首先，将QED置于发射激光束的前面，利用非常低的QED功率（处于工作范3.1方法 围内）可以将QED校准值传输至硅探测器