3000℃超高溫黑體爐助力航天航空及燃燒研究

航天航空及燃燒研究

 高超聲速飛行器材料測試

• NASA 及 ESA 的熱防護材料研究
  在航天器再入大氣層或高超聲速飛行中，表面溫度可達到 2000℃~3000℃ 甚至更高。NASA 的 Ames 研究中心在測試新型碳基、陶瓷基復合防熱材料時，會使用超高溫黑體爐或等離子風洞配備的黑體源，對傳感器和紅外測量系統進行預先標定。ESA（歐洲航天局）下屬的 ESTEC 研究中心亦有類似的高溫校準體系，用于驗證熱防護系統及測溫探頭的準確性。

• 國內航天科工、航天科技集團
  在高超聲速飛行器頭錐、返回艙等燒蝕實驗中，需要用到高溫輻射測溫系統獲取試件表面溫度分布。國內航天研究所（如 研究院 11 所、某些型號所）會利用超高溫黑體爐對自研或進口的紅外探頭、光學測溫儀先行做 2000℃~3000℃ 區間的定標。部分文獻顯示，一些航天單位自研了石墨電阻爐，提供 2800℃ 左右的標定環境。

航空發動機及燃燒室研究

• 燃燒室紅外測溫標定
  航空發動機燃燒室內溫度動輒上千甚至近 2000℃，在研究新型渦輪葉片耐溫能力或燃燒效率時，需要非接觸式紅外測溫。通過超高溫黑體爐標定燃燒室觀測窗口的紅外攝像系統，可獲取更精準的火焰溫度場分布，助力發動機效率提升與零部件壽命評估。

• 高校燃燒實驗室與高溫紅外診斷
  部分高校（如清華大學、北京理工大學、哈爾濱工業大學等）的燃燒與推進實驗室，建立了高溫黑體爐（2000℃~2500℃ 級別）用于激光誘導熒光、紅外熱輻射信號的標定，實現對火焰結構和燃燒過程的精確測量。雖然爐溫未必都達到 3000℃，但隨著超高超聲速燃燒研究的需要，部分實驗室也在推進更高溫度段的爐體研制。

推薦型號

Lumasense Mikron M390黑體爐，美國制造，可溯源到美國NIST標準，符合ANSI/NCSL Z540-1-1994。在較短的加熱時間內達到高溫。多種型號覆蓋300至3000℃（572至5432℉）

M390高溫黑體校準源在產生較高的溫度、高發射率的同時，在幾分鐘內達到并穩定在所需的溫度下的能力。腔體是直徑為25毫米（1英寸）的石墨管靶材，其有效發射率為1.0（0.65至1.8微米波段下）。目標溫度是由快速響應高精度的LumaSense紅外溫度計測量，該高溫計驅動PID控制器調節黑體源所需要設定的溫度值。控制器安裝在校準源上，可以通過標準RS232通信端口實現遠程設置點編程。設備上帶有保護裝置，方便操作人員的操作以及保證操作時的安全性。