Mikron M330黑体炉：校准不同波段（UV-VIS-NIR）高温计探测器

来源：上海明策电子科技有限公司 2025年05月16日 16:08

在高温非接触测量领域中，如何确保红外或多波长高温计的测量精度，是设备能否稳定应用于工业与科研的重要前提。Mikron M330黑体炉作为一款性能优秀的高温辐射标准源，在新型光纤多波长高温计的校准中发挥了关键作用，特别是在不同波段探测器响应特性的修正和精度验证中提供了不可替代的支持。

一、校准目的：建立探测器响应与辐射强度的定量关系

多波长高温计通常由多个探测器组成，用以覆盖紫外（UV）、可见光（VIS）和近红外（NIR）多个波段。本文所述的测温系统使用CCD（200–1050 nm）和InGaAs（1000–1700 nm）两种探测器。在实际应用中，不同波段的探测器对相同温度下的辐射响应存在差异，因此需要通过黑体辐射源建立其辐射传递函数（Radiation Transfer Function, RTF），以实现辐射强度到真实温度的准确反演。

二、Mikron M330黑体炉的技术优势

Mikron M330黑体炉具备高发射率、宽温度范围（300°C 至 1700°C）及优良的温度稳定性，非常适合用作高温光学测量设备的校准源。其可调温黑体辐射特性使得用户可选取多个稳定温度点，进行系统性、分波段的校准操作，是多波长温度测量中合适的校准工具之一。

三、校准过程详解

1. 黑体温度设置

为了覆盖系统的主要测温范围，实验选取了 800°C、900°C、1000°C、1100°C、1200°C 五个温度点，对两个探测器通道分别进行标定。

2. 数据采集与非线性修正

每一温度点下，分别采集CCD与InGaAs的输出信号，并进行如下修正：

先减去暗电流噪声（ $V_{dark}$ V_{text{dark}}）；
CCD通道还需应用五阶多项式校准函数 $F (x)$ F(x) 进行非线性补偿；
InGaAs通道因其响应线性良好，无需非线性校正。

3. 辐射响应函数计算

在获取修正后的信号 $V_{correct}$ V_{text{correct}} 后，结合Mikron M330在该温度下的黑体辐射理论值 $I_{b, λ} (T)$ I_{b,lambda}(T)，计算系统的辐射传递函数：

$γ_{λ} = \frac{V_{correct} - V_{dark}}{I_{b, λ} (T)}$ gamma_lambda = frac{V_{text{correct}} - V_{text{dark}}}{I_{b,lambda}(T)}

该函数用于描述探测器在某一波长下对真实辐射强度的响应能力，是后续精确测温的基础。

4. 精度分析与误差评估

通过比较各温度下的γλ与其平均值，分析相对误差α，结果显示：

在优化波段（CCD通道的700–1000 nm，InGaAs通道的1100–1650 nm）内，γλ的相对误差小于 2%；
不同波段的误差分布为系统温度反演提供了有效的不确定度评估依据。

5. 应用于实际测温

利用上述校准结果，研究人员成功测量了多个黑体温度点（1173 K、1273 K、1373 K、1473 K），最大测量误差仅为 ±5 K，充分验证了Mikron M330在校准中提供的高精度与稳定性。

四、结语：校准保障测量，标准支撑应用

Mikron M330黑体炉不仅是实验室中的高精度参考源，更是推动多波长高温计实现工程应用的重要技术支撑。通过对CCD和InGaAs通道的系统校准，该黑体炉帮助研究人员建立起测量信号与真实温度之间的准确关系，为航空航天、金属加工、燃烧测温等复杂环境中的非接触式温度测量提供了坚实的基础。未来，随着测温系统应用范围的拓展，Mikron M330的角色将愈加重要，其在高温辐射测量中的标准功能将持续发挥关键作用。

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Mikron M330黑体炉：校准不同波段（UV-VIS-NIR）高温计探测器

一、校准目的：建立探测器响应与辐射强度的定量关系

二、Mikron M330黑体炉的技术优势