Nowatorskie pokrycia powierzchni ciał czarnych dla zakresu dalekiej podczerwieni

pol Article in Polish DOI: 10.14313/PAR_242/77

Andrzej Ligienza , Grzegorz Bieszczad , send Tomasz Sosnowski , Bartosz Bartosewicz , Krzysztof Firmanty Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. Gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Download Article

Streszczenie

Źródła promieniowania ciała doskonale czarnego są powszechnie stosowanymi urządzeniami w dziedzinach związanych z obrazowaniem termicznym i radiometrią. Stanowią najbliższe fizyczne przybliżenie teoretycznego emitera ciała doskonale czarnego wyprowadzonego z prawa Plancka. Większość takich urządzeń jest kosztowna, a informacje o technologii ich wytwarzania, w tym o powierzchni emitera, są ograniczone. Wybrano kilka stosunkowo łatwo dostępnych powłok mających potencjalne zastosowanie w tego typu urządzeniach i zmierzono ich emisyjność. W pracy przedstawiono pomiary, które dostarczają informacji niezbędnych do określenia, czy wśród wybranych istnieją powłoki zdatne do emitowania lub powierzchnie odniesienia.

Słowa kluczowe

ciało czarne, emisyjność, termowizja

Novelty Surface Coatings for Far Infrared Spectrum Black Body Radiators

Abstract

Black body radiation sources are commonly used devices in areas related to thermal imaging and radiometry. They are the closest physical approximation of theoretical black body emitter derived from the Planck’s law. Majority of such devices are costly with restricted information about their production technology, including their emitter surface. A few relatively easily accessible coatings with potential application in such devices have been chosen and their emissivity measured. The paper presents measurements that provides information necessary to determine whether there are coatings viable for black body emitter or reference surface.

Keywords

black body, emissivity, thermography

Bibliography

  1. Adibekyan A., Kononogova E., Monte C., Hollandt J., High-Accuracy Emissivity Data on the Coatings Nextel 811-21, Herberts 1534, Aeroglaze Z306 and Acktar Fractal Black. “International Journal of Thermophysics”, Vol. 38, 2017, DOI: 10.1007/s10765-017-2212-z.
  2. ASTM International, West Conshohocken, PA, 2019. ASTM E408-13(2019), Standard Test Methods for Total Normal Emittance of Surfaces Using Inspection-Meter Techniques.
  3. CULTUREHUSTLE Stuart Semple. BLACK 2.0 – THE WORLD’S MATTEST, FLATTEST, BLACK ART MATERIAL BY STUART SEMPLE.
  4. CULTUREHUSTLE Stuart Semple. BLACK 3.0 – THE WORLD’S BLACKEST BLACK ACRYLIC PAINT.
  5. Falz M., Leonhardt G., PVD coatings with high IR emissivity for high temperature applications of Co-based alloys. “Surface and Coatings Technology”, Vol. 61, No. 1–3, 1993, 97–100, DOI: 10.1016/0257-8972(93)90209-7.
  6. Gogler S., Bieszczad G., Zarzycka A., Model of an optical system’s influence on sensitivity of microbolometric focal plane array. Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering. Vol. 8541, 2012, DOI: 10.1117/12.976039.
  7. Gross H., Handbook of Optical Systems. Volume 1: Fundamentals of Technical Optics. Wiley-VCH, 2005:826.
  8. Krupiński M., Bieszczad G., Sosnowski T., Madura H., Gogler S., Non-uniformity correction in microbolometer array with temperature influence compensation. “Metrology and Measurement Systems”, Vol. 21, No. 4, 2014, 709–718, DOI: 10.2478/mms-2014-0050.
  9. NEXTEL. NEXTEL Velvet Coating 811-21 – 9218 black.
  10. PRO-lite TECHNOLOGY. TECHNICAL SPECIFICATIONS ET100 HANDHELD THERMAL EMISSOMETER.
  11. SHIBUYA OPTICAL CO., LTD. Light Exclusion Sheet Super Black IR.
  12. Sosnowski T., Bieszczad G., Kastek M., Madura H., Digital image processing in high resolution infrared camera with use of programmable logic device. Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering. Vol. 7838, 2010, DOI: 10.1117/12.865026.
  13. Sosnowski T., Bieszczad G., Madura H., Kastek M., Firmanty K., The calibration stand for thermal camera module with cooled infrared focal plane array. Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering. Vol. 7660, 2010, DOI: 10.1117/12.851144.
  14. Sosnowski T., Madura H., Firmanty K., Bareła J., Bieszczad G., Kubicki J., Zautomatyzowane stanowisko do wyznaczania wartości parametrów i kalibracji obserwacyjnych kamer termowizyjnych. „Pomiary Automatyka Kontrola”, R. 59, Nr 9, 2013, 962–965.
  15. Vollmer M., Möllmann K.P., Infrared Thermal Imaging: Fundamentals, Research and Applications. Weinheim, Germany: Wiley Blackwell, 2017.
  16. Wang F., Cheng L., Xiang L., Zhang Q., Zhang L., Effect of SiC coating and heat treatment on the thermal radiation properties of C/SiC composites. “Journal of the European Ceramic Society”, Vol. 34, No. 7, 2014, 1667–1672, DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2013.12.012.
  17. Więcek B., Pacholski K., Olbrycht R. i in. Termografia i spektrometria w podczerwieni. Zastosowania przemysłowe. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2017.
  18. Willers C.J., Electro-Optical System Analysis and Design: A Radiometry Perspective. SPIE, 2013.
  19. Wolfe W.L., Introduction to Radiometry. SPIE Press, 1998:200.
  20. Yi J., He X., Sun Y., Li Y., Electron beam-physical vapor deposition of SiC/SiO2 high emissivity thin film. “Applied Surface Science”, Vol. 253, No. 9, 2007, 4361–4366, DOI: 10.1016/j.apsusc.2006.09.063.