留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

真空低背景红外高光谱亮温计量标准装置研制

宋健,  郝小鹏,  丁雷,  李凯,  孙建平

downloadPDF
文章导航 > 红外与激光工程  > 2019 >  48(10): 1004001-1004001(7)
宋健, 郝小鹏, 丁雷, 李凯, 孙建平. 真空低背景红外高光谱亮温计量标准装置研制[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1004001-1004001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1004001
引用本文: 宋健, 郝小鹏, 丁雷, 李凯, 孙建平. 真空低背景红外高光谱亮温计量标准装置研制[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1004001-1004001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1004001
shu
Song Jian, Hao Xiaopeng, Ding Lei, Li Kai, Sun Jianping. Development of reduced background vacuum infrared hyperspectral radiance temperature standard facility[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(10): 1004001-1004001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1004001
Citation: Song Jian, Hao Xiaopeng, Ding Lei, Li Kai, Sun Jianping. Development of reduced background vacuum infrared hyperspectral radiance temperature standard facility[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(10): 1004001-1004001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1004001
shu

真空低背景红外高光谱亮温计量标准装置研制

doi: 10.3788/IRLA201948.1004001
  • 1.

    中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083;

  • 2.

    中国计量科学研究院,北京 100029;

  • 3.

    中国科学院大学,北京 100049;

  • 4.

    中国科学院红外探测与成像技术重点实验室,上海 200083

基金项目: 

国家重点研发计划（2018YFB0504700，2018YFB0504702）;国家自然科学基金（11475162）

详细信息
    作者简介:

    宋健(1988-),男,博士生,主要从事红外辐射定标和发射率测量方法方面的研究。Email:songjianbit@qq.com

    通讯作者: 郝小鹏(1980-),男,研究员,博士,主要从事红外亮温标准和量值传递方法方面的研究。Email:haoxp@nim.ac.cn

  • 中图分类号: TP394.1;TH691.9

Development of reduced background vacuum infrared hyperspectral radiance temperature standard facility

  • 1.

    Shanghai Institute of Technical Physics,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200083,China;

  • 2.

    National Institute of Metrology,Beijing 100029,China;

  • 3.

    University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China;

  • 4.

    Key Laboratory of Infrared Detection and Imaging Technology,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200083,China

  • 摘要: 为满足红外遥感载荷在辐射定标方面的量值溯源需求，中国计量科学研究院研制了真空低背景红外高光谱亮温计量标准研究装置。介绍了红外高光谱亮温计量标准装置的设计方案和高光谱分辨的量值传递方法和溯源链等。设计了用于放置用户被校黑体的模拟太空环境的真空低背景实验舱，建立了包含固定点黑体源和标准变温黑体源在内的标准器，通过傅里叶变换红外光谱仪将标准黑体源的量值传递给被校黑体辐射源。研制的标准变温黑体辐射源的温度范围覆盖125~500 K，口径为30 mm，空腔发射率为0.999 7，亮度温度标准不确定度优于0.026 K@300 K/10 m。真空固定点黑体包含汞固定点、镓固定点和铟固定点黑体，口径为25 mm，温度不确定度优于0.020 K@10 m。该装置具有高温度不确定度水平、高光谱分辨率和扩展性强等特点，能够满足大部分红外载荷量值的溯源需求。
    Abstract: The Vacuum Infrared Hyperspectral Radiance Temperature Standard Facility for Infrared Hyperspectral radiance calibration was established at National Institute of Metrology for calibrating the radiance temperature of infrared remote sensing payloads. The state-of-the art of the system was introduced, such as, the structure, the new designed standard blackbody, the calibration method and the traceability. The vacuum reduced background chamber was built for the customer blackbodies. The standard blackbodies, including the variable temperature blackbodies and the fixed-point blackbodies, were designed. The radiance temperature of the customer blackbodies were calibrated by the standard blackbodies through a Fourier transform infrared spectrometer. The temperature range of the new designed standard blackbody was from 125 K to 500 K with a 30 mm in diameter and 0.999 7 emissivity of the cavity. The radiance temperature standard uncertainty of the blackbody was better than 0.026 K@300 K/10 m. The fixed point blackbodies included a mercury blackbody, a gallium blackbody and an Indium blackbody. The cavities diameter were all 25 mm, and the uncertainty of the fixed blackbodies was better than 0.020 K@300 K. The system could support the requirements of lots of infrared remote sensing payloads. This facility can provide the radiance temperature tracebility for most infrared remote sounders with low uncertanty, high sprectral resolution and strong extensibility.
  • [1] Dykema J A, Anderson J G. A methodology for obtaining on-orbit SI-traceable spectral radiance measurements in the thermal infrared[J]. Metrologia, 2006, 43:287-293.
    [2] Anderson J G, Dykema J A, Goody R M, et al. Absolute, spectrally-resolved, thermal radiance:a benchmark for climate monitoring from space[J]. Journal of Quantitative Spectroscopy Radiative Transfer, 2004, 85(3):367-383.
    [3] Fan Bin, Chen Xu, Li Bicen, et al. Technical innovation of optical remote sensing payloads onboard GF-5 satellite[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(1):0102002. (in Chinese)
    [4] Zou Qianjin, Liu Lianwei, Chen Qianrong, et al. Calibration experiments of infrared detecting system with fixed focal length[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(12):1204004. (in Chinese)
    [5] Hu Xiuqing, Zhang Liyang, Zheng Zhaojun, et al. FY-3A multi-detector radiometric calibration for infrared band of medium resolution spectral imager[J]. Optics and Precision Engineering, 2010, 18(9):1972-1980. (in Chinese)
    [6] Liu Junchi, Li Hongwen, Wang Jianli, et al. Combined radiometric calibration of ground-based large-aperture infrared photoelectric systems[J]. Optics and Precision Engineering, 2017, 25(10):2541-2550. (in Chinese)
    [7] Mao Jinghua, Wang Yongmei, Shi Entao, et al. Spectral calibration based on echelle[J]. Chinese Optics, 2017, 10(3):376-382. (in Chinese)
    [8] Monte C, Gutschwager B, Morozova S P, et al. Radiation thermometry and emissivity measurements under vacuum at the PTB[J]. International Journal of Thermophysics, 2009, 30(1):203-219.
    [9] Hao X P, Song J, Xu M, et al. Vacuum radiance-temperature standard facility for infrared remote sensing at NIM[J]. International Journal of Thermophysics, 2018, 39(6):78.
    [10] Hao Xiaopeng, Song Jian, Sun Jianping, et al. Vacuum radiance temperature national standard facility for Infrared remote sensors of Chinese Fengyun meteorological satellites[J]. Optics and Precision Engineering, 2015, 23(7):1845-1851. (in Chinese)
    [11] Song Jian, Hao Xiaopeng, Yuan Zundong, et al. Research of ultra-black coating emissivity based on a controlling the surrounding radiation method[J]. International Journal of Thermophysics, 2018, 39(7):85.
    [12] Song Jian, Hao Xiaopeng, Yuan Zundong, et al. Blackbody source emissivity measurement method based on controlling surroundings radiation[J]. Chinese Journal of Lasers, 2015, 42(9):269-275. (in Chinese)
    [13] Shu Xin, Hao Xiaopeng, Song Jian, et al. Research of 100-400 K vacuum infrared radiance temperature standard blackbody source[J]. Acta Metrologica Sinica, 2019, 40(1):13-19. (in Chinese)
    [14] Saunders P, Fischer J, Sadli M, et al. Uncertainty budgets for calibration of radiation thermometers below the silver point[J]. International Journal of Thermophysics, 2008, 29(3):1066-1083.
  • [1] 马秀秀, 王海燕, 韩启金, 张学文, 赵航, 徐兆鹏, 曾健, 马灵玲, 王宁.  GF5B热红外通道星上定标与验证 . 红外与激光工程, 2023, 52(4): 20220644-1-20220644-11. doi: 10.3788/IRLA20220644
    [2] 丁经纬, 郝小鹏, 于坤, 宋健, 周晶晶.  黑体涂层光谱发射率特性研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(10): 20230033-1-20230033-10. doi: 10.3788/IRLA20230033
    [3] 王腾飞, 傅雨田.  红外光场成像中的辐射定标与校正 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20210646-1-20210646-7. doi: 10.3788/IRLA20210646
    [4] 吕原, 丛明煜, 赵旖旎, 牛凯庆, 路子威.  红外相机实时绝对辐射定标技术研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20220395-1-20220395-14. doi: 10.3788/IRLA20220395
    [5] 张允祥, 李新, 黄冬, 张艳娜, 韦玮, 潘琰.  红外通道式野外辐射计的光机设计及性能测试 . 红外与激光工程, 2022, 51(12): 20220246-1-20220246-11. doi: 10.3788/IRLA20220246
    [6] 李周, 李铭扬, 余毅, 何锋赟, 蔡立华.  基于二次修正提高宽动态红外辐射测量精度 . 红外与激光工程, 2020, 49(10): 20200142-1-20200142-6. doi: 10.3788/IRLA20200142
    [7] &陈双远, &张芳, 齐琳琳, 韩成鸣, 曾丽, 许方宇.  国内典型天文台站大气红外背景辐射实测分析 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1203010-1203010(9). doi: 10.3788/IRLA201948.1203010
    [8] 盛文阳, 夏茂鹏, 李健军, 翟文超, 郑小兵.  基于受激参量下转换的红外标准传递辐射计定标技术 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1204001-1204001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1204001
    [9] 盛一成, 顿雄, 金伟其, 郭一新, 周峰, 肖思.  星上红外遥感相机的辐射定标技术发展综述 . 红外与激光工程, 2019, 48(9): 904001-0904001(13). doi: 10.3788/IRLA201948.0904001
    [10] 王超, 胡忠辉.  低温红外目标源控温技术 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 827-831.
    [11] 王建军, 黄晨, 高昕, 李舰艇.  红外辐射测量系统内外标定技术 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1767-1771.
    [12] 孙志远, 常松涛, 朱玮.  中波红外探测器辐射定标的简化方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2132-2137.
    [13] 韩光宇, 曹立华, 张文豹.  地基目标光学辐射特性测量系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 551-556.
    [14] 徐骏, 孟炳寰, 翟文超, 丁蕾, 郑小兵.  基于热红外标准辐亮度计的常温黑体定标技术 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 716-721.
    [15] 钱婧, 孙胜利, 于胜云, 沙晟春, 盛敏健, 雍朝良.  大型红外辐射面源的设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 31-35.
    [16] 罗茂捷, 周金梅, 傅景能, 廖胜.  考虑积分时间变量的红外系统辐射响应定标 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 36-40.
    [17] 白军科, 刘学斌, 闫鹏, 胡炳樑.  Hadamard变换成像光谱仪实验室辐射定标方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(2): 503-506.
    [18] 张伟, 谢蓄芬, 王付刚, 智喜洋.  变积分时间的空间红外相机单点绝对辐射定标法 . 红外与激光工程, 2012, 41(8): 2090-2095.
    [19] 闵敏, 张勇, 胡秀清, 董立新, 戎志国.  FY-3A中分辨率光谱成像仪红外通道辐射定标的场地评估 . 红外与激光工程, 2012, 41(8): 1995-2001.
    [20] 金伟其, 刘崇亮, 修金利.  基于U形边框黑体光阑的红外成像动态辐射定标与校正技术 . 红外与激光工程, 2012, 41(2): 273-278.
  • 加载中
WeChat 点击查看大图
计量
  • 文章访问数:  624
  • HTML全文浏览量:  99
  • PDF下载量:  94
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-06-05
  • 修回日期:  2019-07-21
  • 刊出日期:  2019-10-25

真空低背景红外高光谱亮温计量标准装置研制

doi: 10.3788/IRLA201948.1004001
  • 1. 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083;
  • 2. 中国计量科学研究院,北京 100029;
  • 3. 中国科学院大学,北京 100049;
  • 4. 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室,上海 200083
    • 作者简介:

    宋健(1988-),男,博士生,主要从事红外辐射定标和发射率测量方法方面的研究。Email:songjianbit@qq.com

    通讯作者: 郝小鹏(1980-),男,研究员,博士,主要从事红外亮温标准和量值传递方法方面的研究。Email:haoxp@nim.ac.cn
  • 收稿日期: 2019-06-05
  • 修回日期: 2019-07-21
  • 刊出日期: 2019-10-25
基金项目:

国家重点研发计划（2018YFB0504700，2018YFB0504702）;国家自然科学基金（11475162）

  • 中图分类号: TP394.1;TH691.9

摘要: 为满足红外遥感载荷在辐射定标方面的量值溯源需求，中国计量科学研究院研制了真空低背景红外高光谱亮温计量标准研究装置。介绍了红外高光谱亮温计量标准装置的设计方案和高光谱分辨的量值传递方法和溯源链等。设计了用于放置用户被校黑体的模拟太空环境的真空低背景实验舱，建立了包含固定点黑体源和标准变温黑体源在内的标准器，通过傅里叶变换红外光谱仪将标准黑体源的量值传递给被校黑体辐射源。研制的标准变温黑体辐射源的温度范围覆盖125~500 K，口径为30 mm，空腔发射率为0.999 7，亮度温度标准不确定度优于0.026 K@300 K/10 m。真空固定点黑体包含汞固定点、镓固定点和铟固定点黑体，口径为25 mm，温度不确定度优于0.020 K@10 m。该装置具有高温度不确定度水平、高光谱分辨率和扩展性强等特点，能够满足大部分红外载荷量值的溯源需求。

English Abstract

    全文HTML

参考文献 (14)

目录

    /

    返回文章
    返回

    版权所有 © 2019 《红外与激光工程》编辑部｜ 地址: 天津市空港经济区中环西路58号｜ 邮政编码: 300308

    津ICP备19007885号-1

    本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发    百度统计