絕對輻射計(jì)是一種用于高精度測量光輻射功率的基準(zhǔn)級儀器,廣泛應(yīng)用于太陽輻射監(jiān)測、遙感器定標(biāo)及氣候研究領(lǐng)域。其工作原理基于電替代法:先將探測器窗口接收來自目標(biāo)光源的輻射通量,溫升使熱敏電阻電橋失衡,輸出電信號;隨即切斷光路,改為向加熱絲輸入精確電功率,使探測器再次達(dá)到相同溫升狀態(tài)。此時電功率值就等于接收到的光輻射功率。絕對輻射計(jì)的核心腔體采用黑體涂層,吸收率高達(dá)零點(diǎn)九九九以上,空腔幾何結(jié)構(gòu)使得多次反射吸收趨于全部。整機(jī)測量不確定度可優(yōu)于百分之零點(diǎn)一,是輻射度量的最高標(biāo)準(zhǔn)之一。
操作絕對輻射計(jì)需嚴(yán)格控制環(huán)境條件。設(shè)備應(yīng)放置在溫濕度恒定的光學(xué)平臺上,溫度波動小于正負(fù)0.5攝氏度,相對濕度低于百分之六十。每次測量前必須進(jìn)行至少30分鐘的預(yù)熱穩(wěn)定,使探測器腔體與熱沉達(dá)到熱平衡。測量流程包括:關(guān)閉快門測量暗背景電信號,打開快門使目標(biāo)輻射進(jìn)入腔體,待電橋恢復(fù)平衡后記錄加熱功率值,然后再關(guān)閉快門進(jìn)行第二次暗背景測量,取兩次暗背景的平均值作為零點(diǎn)校正。其光路準(zhǔn)直非常關(guān)鍵,應(yīng)利用內(nèi)置激光指示器將入射光束對準(zhǔn)孔徑光闌中心,偏離角不得大于0.5度,否則部分輻射會漏出腔體導(dǎo)致測量值偏低。
日常維護(hù)重點(diǎn)保護(hù)精密快門與電加熱系統(tǒng)。快門葉片表面鍍金且十分輕薄,嚴(yán)禁用手觸摸或吹氣清潔,否則易產(chǎn)生變形導(dǎo)致光路遮擋不全。清潔時用超凈棉簽蘸無水乙醇輕輕擦拭葉片邊緣。電加熱絲引線通過陶瓷支架與腔體絕緣,若發(fā)現(xiàn)加熱電阻值超出標(biāo)稱值的正負(fù)百分之零點(diǎn)五,說明可能有氧化或短路,須送回原廠維修。絕對輻射計(jì)內(nèi)部抽真空或充干燥氮?dú)庖苑乐顾Y(jié),若腔體視窗出現(xiàn)霧氣,可用電熱吹風(fēng)低檔吹拂窗口邊緣,切勿直吹黑體腔。每年應(yīng)由計(jì)量機(jī)構(gòu)進(jìn)行一次比對校準(zhǔn),使用低溫輻射計(jì)作為參考標(biāo)準(zhǔn),測量各波段響應(yīng)度。另外,其光闌面積需要定期復(fù)測,因?yàn)殚L期暴露在紫外輻射下孔徑邊緣可能發(fā)生緩慢氧化。記錄每次測量的環(huán)境參數(shù)如大氣壓、濕度和背景溫度,這些數(shù)據(jù)用于最終數(shù)據(jù)的修正計(jì)算。一臺維護(hù)良好的絕對輻射計(jì),能夠?yàn)檩椛錅y量提供長達(dá)十年以上的穩(wěn)定基準(zhǔn)。