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黑体辐射源的发展方向及存在问题
被测物体的温度越低，辐射能力就越弱，越不容易被探测器探测到，辐射测温方法通常用于高温测温领域。但随着红外探测技术的发展，辐射测温法已经开始向常温甚至是低温应用领域发展。作为辐射测温的校准装置，黑体炉的研制随之也向低温段发展。
辐射测温学的基础是黑体辐射，黑体辐射源是辐射测温的基础和校准装置，黑体辐射源的性能直接影响温度溯源、温标传递和温度标定的质量。
温度均匀性是黑体辐射源的重要指标之一，是黑体辐射源设计的重要方面。随着热管技术的发展进步，热管以其优良的性能逐渐被广泛地应用在黑体辐射源的设计上。采用热管技术制作的黑体辐射源控温方便，升温速度快，温度均匀性好，性能优异。热管式黑体炉是黑体辐射源的一个重要的发展方向。
黑体辐射源经过几十年的发展、改进，**了*大的进步。但仍有一系列的不足之处，困扰着黑体辐射源的发展。当前黑体辐射源存在的问题有：
①实际黑体空腔的不等温性以及环境辐射对空腔有效发射率的影响考虑不足；
②对于低温黑体空腔的红外辐射特性考虑不足；
③黑体辐射源的评价标准，即如何通过性能测试实验**地评价黑体辐射源；
④低温黑体空腔特殊的辐射特性，特别是黑体空腔不等温性如何修正。
球形黑体炉的优势球形黑体炉较大的优点在于，对辐射温度计的瞄准没有苛刻的要求。目前绝大多数黑体炉使用时，要求温度计的光轴与黑体炉的中心轴线尽可能地在一条直线上，否则就会带来较大的误差。这是因为它们的腔体是锥体或带底的园柱体，是环中轴线的对称几何体，在分析计算它们的腔口等效发射率时，无论在位置或方向上偏离腔体轴线，都会明显降低它们的腔口等效发射率。用这些黑体炉校验温度计时，要求温度计的光轴与黑体炉的中心轴线尽可能地在一条直线上。深圳西门子授权代理商触摸屏供应商采购

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2、空腔有效发射率的计算和温度均匀性的实现
①空腔有效发射率的计算有效发射率的计算模型从简单到复杂，从理想化到接近实际，大体可以分为：漫射模型、镜反射模型、均匀镜漫反射模型、非漫射模型等。在计算方法上总体可以归纳分为积分方程理论、多重反射理论、蒙特卡罗方法等。
积分方程理论的基本原理为：漫反射的黑体空腔内壁各点的有效半球辐射等于该点处面元本身的半球辐射加上空腔内其它壁面投射到该面元上的发射辐射。该理论以由Buckley-Sparrow理论发展起来的Bedford-Ma方法为典型代表。Buckly给出了一端封闭的等温漫反射圆筒空腔的沿壁面和底面上各点发射率的分布。Sparrow对Buckly理论进行了完善，求得积分方程的数值解。Bedford和C.K.Ma发展了积分方程理论，用梯形区域近似法求解了积分方程。我国东北大学的谢植、高魁明等提出了基于Buckley-Sparrow。理论的发射率计算新方法—矩形区域近似法，同Bedford梯形区域法相比，避开了奇点数值处理问题，可以求得任何轴对称黑体空腔的有效发射率分布。
多重反射理论的基本思想是:从空腔内某一微元面出发，沿开口方向发射到腔口外的总的定向辐射强度等于该微元面本身的定向辐射与腔内其它面元直接投射到该微元面和经过一次反射、二次反射及多次反射后投射到该微元面上再沿开口方向反射的定向辐射强度之和。该理论以DeVos方法和Gouffe方法为典型代表。DeVos法利用互惠原理，给出了任意腔型的有效发射率的二级近似计算公式。Gouffe法提出了二次反射理论，该理论运算简单，但误差较大，经常被引证用来验证模拟黑体空腔的设计。
多重反射理论和积分方程理论求解发射率的出发点不同，但随着理论的完善和计算精度的提高，可以证明两种理论较终是统一的。两种方法在非漫反射条件下，都有其局限性。
近年来发展起来的Monte-Carlo方法，将概率模型运用到黑体空腔发射率模拟计算中，在均匀镜一漫反射假设的基础上，给出了计算黑体空腔有效发射率的数学模型，并考虑了空腔不等温性和环境辐射对空腔有效发射率的修正。该方法计算的发射率精度高，误差小，是一种较好的评价发射率的方法。
②温度均匀性的实现理想黑体辐射源内部的温度场为均匀等温场，而实际的黑体炉由于加热的不均匀、外界环境影响以及加工精度等原因造成了黑体炉内部温度场是具有温度梯度的不均匀场。由于这一原使得黑体炉有效发射率随温度分布和波长变化而变化。采用各种手段使黑体腔体尽可能均匀，接近理想黑体的温场，是提高黑体辐射源性能的主要途径。
温度较低时，通常将黑体腔体放入油槽中，油在腔体周围循环，使腔体受热均匀。为了减小辐射源内部的温度梯度，可采用多段加热的控温方式。近年来，热管作为一种导热系数高、内阻小、等温性好的传热元件，被越来越多地应用在热管黑体辐射源的设计当中，也确实**了良好效果。
3、黑体辐射源的评估对实用黑体辐射源的评估是相当困难的。实际腔体存在着非均匀的温度分布，空腔有效发射率就随着温度分布和波长变化而变化，不能笼统地以某一个有效发射率值来评价腔体的好坏。
①比对法黑体辐射源的评价可以通过黑体辐射源的比对来进行，这是直接的也是根本的评估方法。将待评估黑体和**的黑体辐射源相比对，可以对黑体作出评价。
②发射率计算和测量温度分布相结合计算空腔有效发射率是对黑体辐射源评价方法的一种基础。对于等温腔，计算空腔有效发射率可以相对准确地评价辐射源；对于不等温腔，计算有效发射率的难度并没有增加，准确测量空腔温度分布则有一定困难。
实际黑体辐射源的空腔为非等温空腔，现在考虑发射率计算和测量温度分布相结合的方法，即通过合理的测量方案，测得腔内的温场分布，将其作为不等温因素代入发射率的计算当中，较为准确地测得腔口发射率，作为评价黑体源的一个参考。
③三波长法中国计量科学采用空腔有效发射率的新评价方法-三波长法，无须测量空腔温场，就可以实现对发射率的评价，使黑体空腔的有效发射率的现场评定成为现实。其**理论是:根据材料发射率随波长变化且温度分布不均匀的空腔有效发射率新公式：
式中εa0(x0，λ)是温场均匀情况下计算出的空腔有效发射率。在已知空腔形状和材料发生率ε0(λ)的情况下，可以由εa0(x0，λ)和三个波长λ1，λ2，λ3下测出的εa(x0，λ1)，εa(x0，λ2)，εa(x0，λ3)确定出N，M，K值，这样任意波长下的有效发射率εa(x0，λ)就可以算出。

黑体辐射源的发展方向及存在问题
被测物体的温度越低，辐射能力就越弱，越不容易被探测器探测到，辐射测温方法通常用于高温测温领域。但随着红外探测技术的发展，辐射测温法已经开始向常温甚至是低温应用领域发展。作为辐射测温的校准装置，黑体炉的研制随之也向低温段发展。

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