izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2023-8-60-66izmertech-1985Research ArticleТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯTHERMOPHYSIC MEASUREMENTSВакуумная широкоапертурная модель чёрного тела в диапазоне температур 223,15–423,15 К для радиометрической калибровки оптико-электронной аппаратуры наблюдения ЗемлиVacuum large-aperture blackbody model in the temperature range 223.15–423.15 K for radiometric calibration of optoelectronic equipment for Earth observationhttps://orcid.org/0009-0004-9634-9107ДовгиловН. Л.DovgilovN. L.

Николай Львович Довгилов

Москва

Nikolay L. Dovgilov

Moscow

dovgilov@vniiofi.ruМорозоваС. П.MorozovaS. P.

Светлана Петровна Морозова

Москва

Svetlana P. Morozova

Moscow

morozova-m4@vniiofi.ruАлексеевС. В.AlekseevS. V.

Сергей Васильевич Алексеев

Москва

Sergey V. Alekseev

Moscow

svaleksa2008@yandex.ruДунаевА. Ю.DunaevA. Yu.

Александр Юрьевич Дунаев

Москва

Alexander Yu. Dunaev

Moscow

dunaev@vniiofi.ruГавриловВ. Р.GavrilovV. R.

Валерий Рудольфович Гаврилов

Москва

Valeriy R. Gavrilov

Moscow

gavrilov@vniiofi.ruДмитриевИ. Ю.DmitrievI. Yu.

Игорь Юрьевич Дмитриев

г. Сосновый Бор, Ленинградская область

Igor. Yu. Dmitriev

Sosnovy Bor, Leningrad region

dmitrieviy@niioep.ruЛинскийП. М.LinskyiP. M.

Павел Михайлович Линский

г. Сосновый Бор, Ленинградская область

Pavel M. Linskyi

Sosnovy Bor, Leningrad region

dmitrieviy@niioep.ruВасильевВ. Н.VasilievV. N.

Владимир Николаевич Васильев

г. Сосновый Бор, Ленинградская область

Vladimir. N. Vasiliev

Sosnovy Bor, Leningrad region

vasilievvn@niioep.ruВсероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измеренийРоссияAll-Russian Research Institute of Optical and Physical MeasurementsRussian FederationНаучно-исследовательский институт оптико-электронного приборостроенияРоссияScientific Research Institute of Optoelectronic InstrumentationRussian Federation202321092023086066Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1985

Представлена структура систем для радиометрической калибровки в инфракрасной области спектра оптико-электронной аппаратуры дистанционного зондирования Земли. Проанализированы существующие установки для радиометрической калибровки оптико-электронной аппаратуры дистанционного зондирования Земли в условиях вакуума и низкофонового излучения, основными элементами которых являются калибраторы в виде моделей чёрных тел и эталонные источники излучения при температуре фазового перехода чистых металлов, например галлия или индия. Создана широкоапертурная модель чёрного тела ШАМЧТ-380 (диаметр апертуры 380 мм) в диапазоне температур 223,15–423,15 К. ШАМЧТ-380 входит в состав высоковакуумного низкофонового стенда, разрабатываемого в настоящее время в Научно-исследовательском институте оптико-электронного приборостроения для калибровки оптико-электронной аппаратуры дистанционного зондирования Земли. Рассчитана нормальная эффективной излучательная способность поверхности ШАМЧТ-380 в указанном выше диапазоне температур и спектральном диапазоне 3–20 мкм. Исследованы метрологические характеристики ШАМЧТ-380, полученные при передаче единицы температуры от Государственного эталона нулевого разряда единицы температуры в диапазоне от 0 до 3000 °С1 с помощью компаратора на основе прецизионного пирометра HETRONIXS. По результатам калибровки в диапазоне температур 300,15–390,15 К нестабильность излучения ШАМЧТ-380 составила 0,005 К, расширенные неопределённости температуры при 300,15 и 390,15 К – не более 0,66 и 0,88 К.

The structure of the systems for the radiometric calibration of the remote sensing optoelectronic equipment in the infrared spectral range is presented. The analysis of existing facilities for the radiometric calibration of the remote sensing optoelectronic equipment in conditions of vacuum and low-background radiation was carried out. These facilities are based on using of the blackbody models as radiation sources, including reference sources based on the phase transition of pure metals, for example gallium or indium. The wide-aperture blackbody model LABB-380 with an aperture diameter of 380 mm in the temperature range from 223.15 K up to 423.15 K has been developed for a high-vacuum low-background stand, which is currently being developed at the Sciences Research Institute of Optoelectronic Instrumentation for the radiometric calibration of the remote sensing optoelectronic equipment. The results of calculating the normal effective emissivity of the surface of the LABB-380 in the temperature range from 223.15 K to 423.15 K in the spectral range from 3 to 20 μm are presented. The metrological characteristics of LABB-380 obtained during the transmission of a temperature unit from the zero discharge State Standard using a comparator based on the precision pyrometer HETRONIXS are investigated and presented. The instability of the LABB-380 radiation was 0.005 K according to the calibration results in the temperature range from 300.15 K to 390.15 K, and the extended temperature uncertainty was 0.66 K at the temperature of 300.15 K and 0.88 K at a temperature of 390.15 K.

радиометрическая калибровкамодель чёрного теларасширенная неопределённостьэталонный источник излученияинфракрасный диапазон спектраradiometric calibrationblack body modelextended uncertaintyreference radiation sourceinfrared spectrum rangeReferencesSapritsky V. I., Krutikov V. N., Ivanov V. S., et al. Metrologia, 2012, vol. 49, nо. 2, S9. https://doi.org/10.1088/0026-1394/49/2/S9Sapritsky V. I., Krutikov V. N., Ivanov V. S., et al. Metrologia, 2012, vol. 49, nо. 2, S9. https://doi.org/10.1088/0026-1394/49/2/S9Ivanov V. S., Lisiansky B. E., Morozova S. P., Sapritsky V. I., Melenevsky U. A., Liang Yan Xi, Liang Pei. Metrologia, 2000, vol. 37, pp. 599–602. h ttps://doi.org/10.1088/0026-1394/37/5/58Ivanov V. S., Lisiansky B. E., Morozova S. P., Sapritsky V. I., Melenevsky U. A., Liang Yan Xi, Liang Pei. Metrologia, 2000, vol. 37, pp. 599–602. h ttps://doi.org/10.1088/0026-1394/37/5/58Morozova S. P., Sapritsky V. I., Ivanov V. S., Lisiansky B. E., Melenevsky U. A., Xi L.Y., Pei L. Proceedings of TEMPMEKO ’99, 7th International Symposium on Temperature and Thermal Measurements in Industry and Science, ed. by J. F. Dubbeldam, M. J. de Groot, Edauw Johannissen bv, Delft, 1999, pp. 587–592.Morozova S. P., Sapritsky V. I., Ivanov V. S., Lisiansky B. E., Melenevsky U. A., Xi L.Y., Pei L. Proceedings of TEMPMEKO ’99, 7th International Symposium on Temperature and Thermal Measurements in Industry and Science, ed. by J. F. Dubbeldam, M. J. de Groot, Edauw Johannissen bv, Delft, 1999, pp. 587–592.Morozova S. P., Parfentiev N. A., Lisiansky B. E., Sapritsky V. I., Dovgilov N. L., Melenevsky U. A., Gutschwager B., Monte C., Hollandt J. I nt. J. Thermophys., 2008, vol. 29, pp. 341–351. https://doi.org/10.1007/s10765-007-0355-zMorozova S. P., Parfentiev N. A., Lisiansky B. E., Sapritsky V. I., Dovgilov N. L., Melenevsky U. A., Gutschwager B., Monte C., Hollandt J. I nt. J. Thermophys., 2008, vol. 29, pp. 341–351. https://doi.org/10.1007/s10765-007-0355-zMonte C., Gutschwager B., Morozova S.P., Hollandt J. I nt. J. Thermophys., 2009, vol. 30, pp. 203–219. https://doi.org/10.1007/s10765-008-0442-9Monte C., Gutschwager B., Morozova S.P., Hollandt J. I nt. J. Thermophys., 2009, vol. 30, pp. 203–219. https://doi.org/10.1007/s10765-008-0442-9Morozova S. P., Parfentiev N. A., Lisiansky B. E., Melenevsky U. A., Gutschwager B., Monte C., Hollandt J. I nt. J. Thermophys., 2010, vol. 31, pp.1809–1820. https://doi.org/10.1007/s10765-010-0843-4Morozova S. P., Parfentiev N. A., Lisiansky B. E., Melenevsky U. A., Gutschwager B., Monte C., Hollandt J. I nt. J. Thermophys., 2010, vol. 31, pp.1809–1820. https://doi.org/10.1007/s10765-010-0843-4Zhou J, Hao X, Song J, Xie C, Liu Y, Wang X. Optics Express, 2021, vol. 29, no. 8. https://doi.org/10.1364/OE.420272Zhou J, Hao X, Song J, Xie C, Liu Y, Wang X. Optics Express, 2021, vol. 29, no. 8. https://doi.org/10.1364/OE.420272Morozova S. P., Katysheva A. A., Panfi lov A. S., Krutikov V. N., Lisyansky B. E., Sapritsky V. I., Parfentyev N. A., Makolkin E. V., Mitrofanov B. D. Int. J. Thermophys., 2014, vol. 35, pp. 1330–1340. https://doi.org/10.1007/s10765-014-1721-2Morozova S. P., Katysheva A. A., Panfi lov A. S., Krutikov V. N., Lisyansky B. E., Sapritsky V. I., Parfentyev N. A., Makolkin E. V., Mitrofanov B. D. Int. J. Thermophys., 2014, vol. 35, pp. 1330–1340. https://doi.org/10.1007/s10765-014-1721-2Морозова С. П., Саприцкий В. И., Гаврилов В. Р., Дунаев А. Ю., Бормашов В. С., Гектин Ю. М., Зорин С. М., Трофимов Д. О. Методы и средства предполетной радиометрической калибровки оптико-электронной аппаратуры дистанционного зондирования Земли в инфракрасном диапазоне спектра // Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондирования Земли: Материалы XVII научно-технической конференции. Калуга: Манускрипт, 2021. С. 242–247. [Morozova S. P., Sapritskiy V. I., Gavrilov V. R., Dunaev A. Yu., Bormashov V. S., Gektin Yu. M., Zorin S. M., Trofi mov D. O. Proceeding XVII Scientifi c and technical conference “Systems of observation, monitoring and the Earth remote sensing”, Kaluga, Manuscript Publ., 2021, pp. 242–247 (In Russ.)]Морозова С. П., Саприцкий В. И., Гаврилов В. Р., Дунаев А. Ю., Бормашов В. С., Гектин Ю. М., Зорин С. М., Трофимов Д. О. Методы и средства предполетной радиометрической калибровки оптико-электронной аппаратуры дистанционного зондирования Земли в инфракрасном диапазоне спектра // Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондирования Земли: Материалы XVII научно-технической конференции. Калуга: Манускрипт, 2021. С. 242–247. [Morozova S. P., Sapritskiy V. I., Gavrilov V. R., Dunaev A. Yu., Bormashov V. S., Gektin Yu. M., Zorin S. M., Trofi mov D. O. Proceeding XVII Scientifi c and technical conference “Systems of observation, monitoring and the Earth remote sensing”, Kaluga, Manuscript Publ., 2021, pp. 242–247 (In Russ.)]Sapritsky V. I., Prokhorov A. V. Metrologia, 1992, vol. 29, pp. 9–14. https://doi.org/10.1364/AO.34.005645Sapritsky V. I., Prokhorov A. V. Metrologia, 1992, vol. 29, pp. 9–14. https://doi.org/10.1364/AO.34.005645

The authors declare that there are no conflicts of interest present.