刘 波， 郑 伟， 李海洋， 马 超,2， 何永兴

(1.上海市计量测试技术研究院，上海 201203；2.上海交通大学 电子信息与电气工程学院，上海 200240)

0 引 言

黑体辐射源主要用于红外探测元件、红外仪器整机性能测试、红外测温仪、热像仪校准等领域，主要由黑体空腔、黑体空腔测温、控温元件或系统、保温层及外壳等组成。发射率是黑体空腔的重要性能参数之一，表示其与理想黑体辐射特性的接近程度。实际黑体空腔的发射率受空腔结构(腔体长度、半径、开口半径、腔底锥角)、腔壁温度均匀性和腔壁材料辐射特性等因素的影响。然而黑体辐射源发射率的精确测量比较困难，通常采用理论计算的方法[1,2]如积分方程法[1,3]和Monte-Carlo法(MCM)[2,4～6]。

随着数值模拟技术的发展，通过有限元或有限体积法(finite volume method,FVM)能够避免复杂公式推导，提高解决复杂结构问题的工作效率[7]。刘仁学和王磊[8]对圆筒形空腔建立有限元模型，运用ANSYS软件分析了空腔结构和腔壁材料发射率对黑体空腔发射率的影响。Liu D等人[9,10]对非轴对称空腔建立有限体积模型，运用Fluent软件模拟计算了等温和非等温时腔体结构和腔壁发射率对黑体空腔有效发射率的影响，并将模拟结果与MCM的计算结果进行了比较。蔡璐璐等人[11,12]分别基于积分方程法、MCM、有限元法对比分析了空腔结构和腔体材料发射率等因素对黑体空腔有效发射率的影响。

以上文献分析表明，黑体空腔结构(腔体长度、半径、开口半径、腔底锥角)和腔壁温度均匀性是影响其发射率的重要因素。……