• 제목/요약/키워드: 흑체 복사

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적외선 복사온도계의 복사원 크기효과 및 자기복사효과 (Size-of-source Effect and Self-radiation Effect of an Infrared Radiation Thermometer)

  • 유용심;김봉학;박철웅;박승남
    • 한국광학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.133-138
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    • 2010
  • 모든 복사온도계는 복사원 크기효과(Size-of-Source Effect, SSE)와 자기복사효과를 가지고 있다. 복사원의 직경에 따른 복사온도계의 검출기 신호세기로 정의된 SSE의 주원인은 회절이기 때문에 파장에 크게 좌우된다. 본 논문에서는 중저온영역에서 복사온도의 전달표준기로 많이 사용되고 있는 TRT2(Transfer Radiation Thermometer 2, HEITRONICS)의 SSE와 자기복사 특성을 측정하였다. 측정한 TRT2의 SSE 값을 사용하여 계산한 결과 흑체의 온도가 $300^{\circ}C$ 일 때, 개구 직경이 60 mm인 흑체와 10 mm인 흑체의 복사온도 차이가 저온모드($8-14\;{\mu}m$)에서 $3.5^{\circ}C$, 중온모드($3.9\;{\mu}m$)에서 $0.5^{\circ}C$인 것을 알 수 있었다. 또한, 복사온도계 몸체 온도가 $2.6^{\circ}C$ 변화했을 때 자기복사효과 때문에 흑체의 복사온도는 110 mK 다르게 측정되었다.

절대 극저온 복사계에 소급된 검출기 기반 칸델라 눈금의 실현 (Realization of a detector-based Candela scale traceable to the absolute cryogenic radiometer)

  • 박승남;이동훈;김용완;정영붕;이인원
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2003년도 하계학술발표회
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    • pp.280-281
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    • 2003
  • 광도 측정의 기본단위인 칸델라 눈금을 확립하는 방법에는 흑체에서 방출되는 분광복사휘도를 기준으로 사용하는 광원 기반 방법과 극저온 절대 복사계(absolute cryogenic radiometer; ACR)로 부터 출발하여 실현하는 검출기 기반의 두 가지 방법이 사용된다. ACR를 사용하면서 검출기 기반 칸델라 눈금의 불확도가 흑체의 온도 측정 불확도로부터 전파되는 불확도 보다 휠씬 작기 때문에 각국의 국가 측정 표준 대표기관에서 검출기 기반 칸텔라 눈금을 실현하고, 교정이나 측정 서비스를 제공하고 있다. (중략)

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적외선 센서 교정용 위성 탑재 흑체 시스템의 궤도 환경 열성능 평가 시험 (Thermal Performance Test of the On-Board Blackbody System in the orbital environment for Non-Uniformity Correction of an Infrared Sensor)

  • 최필경;김혜인;오현웅;유병철;이경묵;홍진석
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.90-98
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    • 2022
  • EO/IR 위성에 탑재된 적외선 센서(IR Sensor)는 궤도환경에서 임무기간 동안 복사 에너지에 대한 센서 출력의 변화가 발생한다. 고품질 영상을 획득하기 위해 출력을 교정할 수 있는 주기적인 교정이 필요하며, 센서의 주기적이고 정밀한 교정을 위해 탑재체 내부에 흑체 시스템이 적용하였다. 우주 환경에서 사용되는 모든 시스템은 궤도환경에서의 목표 성능을 검증하기 위해 지상에서의 성능시험이 요구되고 있다. 흑체 시스템은 운용환경에서 목표 온도 범위에서 대표추정온도 오차와 흑체 표면온도균일도 성능의 시험적 검증이 요구되고 있다. 본 연구에서는, 궤도환경으로 우주배경복사 냉각이 모사된 열진공 시험을 통해 제안된 흑체 시스템의 대표추정온도 오차 교정 및 성능 검증을 진행하였다.

℃ 이하 적외선 복사온도계 비교 교정장치 구축 (Establishment of Comparison Calibration Equipment for Infrared-radiation Thermometers Below ℃)

  • 유용심;김봉학
    • 한국광학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.70-76
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    • 2018
  • $0^{\circ}C$ 이하 적외선 복사온도계의 복사온도눈금 교정을 위해 기준 복사온도계 TRT2 (Transfer Radiation Thermometer 2, HEITRONICS)와 온도가변 흑체 ME30 (Model: ME30, HEITRONICS)을 사용하여 비교 교정장치를 구축하였다. 3개의 고정점(Ice ($0.01^{\circ}C$), In ($156.5985^{\circ}C$), Sn ($231.928^{\circ}C$))과 플랑크형 사쿠마-하토리식을 사용하고, $-50^{\circ}C$에서 TRT2의 내외삽 오차를 불확도에 포함시켜 TRT2의 복사온도 눈금을 교정하였다. ME30 흑체 개구에 공압으로 동작되는 뚜껑을 설치한 후 30초 동안만 뚜껑을 열고 복사온도를 측정함으로써 ME30 내에서 생기는 성에를 방지할 수 있었으며 비교 교정에 소요되는 시간도 반으로 줄일 수 있었다. $0{\sim}232^{\circ}C$ 영역 밖으로 벗어날수록 비교 교정장치의 불확도는 증가하며 $-20^{\circ}C$에서 확장 불확도는 0.26 K였다.

퓨리에 변환 적외선 분광기를 이용한 수직 분광 복사율 측정 장치의 제작과 측정 (Construction and Measurement of Normal Spectral Emissivity Device using Fourier Transform Infrared Spectrometer)

  • 전상호;유남준;조재흥;박철웅;박승남;이근우
    • 한국광학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.400-407
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    • 2008
  • 퓨리에 변환 적외선 분광기(FT-IR)를 이용한 물질의 적외선 분광 복사율 측정 장치를 구축하고 이 장치의 성능을 평가하였다. 본 장치는 기준 흑체, 시료 가열로, 광학계, FT-IR로 구성되어 있으며, 측정 온도 및 파장 영역은 $200^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$$3.5{\mu}m{\sim}20{\mu}m$ 이다. 기준 흑체의 유효 복사율은 0.9993 이상으로 거의 1에 가까운 값을 나타내고 있었으며, 흑체의 분광 복사율에 대한 합성 상대 불확도는 0.69% 이하이다. $300^{\circ}C$에서 불투명한 알루미나, 흑연, 양극 처리된 알루미늄 시료의 수직 분광 복사율과, 금속(IMS200)의 표면 거칠기에 따른 복사율을 측정하였다. 금속(IMS200)의 표면 거칠기에 따른 복사율 변화는 거칠기가 증가할수록 증가하였다.

대형 열진공챔버 내 심우주 모사용를 위한 L$N_2$ 순환장치

  • 문귀원;조혁진;이상훈;서희준;최석원
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 2004년도 한국우주과학회보 제13권1호
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    • pp.77-77
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    • 2004
  • 인공위성은 정상궤도에 들어선 후부터 수명을 다하는 시기까지 각종 복사, 열(온도차), 고진공, 미세중력, 미세운석과 우주파편 등에 의해 영향을 받게 된다. 특히, 위성체에 미치는 열환경은 위성이 궤도를 그리며 운동하는 동안 태양과 지구로부터의 복사량의 크기 및 분포에 따라 결정되는데, 약 5,50$0^{\circ}C$의 흑체온도를 갖고 있는 태양과 -27$0^{\circ}C$의 심우주는 위성체에서 태양이 비추는 부분과 반대편과의 온도를 극한으로 만들게 된다. (중략)

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밀리미터파 복사계의 온도보정에 관한 연구 (Thermal calibration of Millimeter-wave radiometer)

  • 채연식;김순구;이응호;이진구
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제43권5호
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    • pp.176-181
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    • 2006
  • 본 논문에서는 밀리미터파 복사계(Millimeter-wave radiometer)를 제작하고 이것를 이용하여 특정 물체의 밀리미터파 방사 에너지를 측정하기 위한 온도보정에 관한 연구를 수행 하였다. 물체에서 방사되는 열잡음 신호를 수신하여 증폭하고 검파회로를 거쳐 DC전압으로 출력하는 35GHz 대역의 근거리 디케형(Dicke type) 복사계를 제작하고, 복사계의 온도 보정과 그 특성을 소개한다. 온도범위 $299K{\sim}309K$ 에서는 온도 증가에 따른 밀리미터파 복사계의 출력전압이 매우 선형적인 결과를 얻었으며, 이 범위의 온도에서 미지의 흑체 복사에너지의 상대적인 양을 밀리미터파 복사계를 이용하여 측정이 가능하다. 또한 액체질소를 이용해 측정 온도 범위를 확대하여 실험한 결과 상온부근에서의 온도에 대한 출력전압의 선형성 보다는 오차의 범위가 커지는 경향을 보였다. 실험한 온도 범위 $214K{\sim}309K$에서 온도와 출력전압과의 관계, V= 0.03259K - 9.71289 을 얻었다.

밀리미터파 복사계의 제작 (Fabrication of Millimeter Wave Radiometer)

  • 김순구
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.71-74
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    • 2012
  • 물체에서 방사되는 열잡음 신호를 수신하여 증폭하고 검파회로를 거쳐 DC전압으로 출력하는 35GHz 대역의 근거리 디케형(Dicke type) 복사계를 제작하고, 복사계의 온도 보정과 그 특성을 소개한다. 또한 이를 이용하여 특정 물체의 밀리미터파 방사에너지를 측정하기 위한 온도보정에 관한 연구를 수행 하였다. 온도범위 299K ~ 309K에서 온도 증가에 따른 밀리미터파 복사계의 출력전압은 선형적이었으며, 이 범위의 온도에서 미지의 흑체 복사에너지의 상대적인 양을 밀리미터파 복사계를 이용하여 측정이 가능하다. 실험한 온도 범위에서 온도와 출력전압과의 관계는 V=0.03601K - 10.70517 을 얻었다.