Development and specification of an accurate cosine-behaviour responsivity radiometer head for infrared temperature radiation
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Richard Dieter Taubert
Richard Dieter Taubert has graduated in 1996 at the Technical University of Munich with a diploma degree in technical physics and received a PhD in physics at the Technical University in Berlin in 2003. He joined the Physikalisch-Technische Bundesanstalt in 1998, currently working as a senior scientist in the field of radiometry and radiation thermometry and holding the position of head of the working group “High-temperature Scale”, hence being responsible for the realization and dissemination of the International Temperature Scale of 1990 (ITS-90) in the range from 962 ℃ to 3000 ℃.
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), 7.31 High-Temperature Scale, Berlin, Germany
,
Christian Monte
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), 7.32 Infrared Radiation Thermometry, Berlin, Germany
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), 7.31 High-Temperature Scale, Berlin, Germany
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), 7.31 High-Temperature Scale, Berlin, Germany
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), 7.3 Detector Radiometry and Radiation Thermometry, Berlin, Germany
Abstract
In the framework of a cooperation between the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) and the European Leading Association of Radiant Gas Heaters Manufacturers (ELVHIS e. V.), an integrating sphere based radiometer head with a cosine-behaviour responsivity was developed. This type of radiometer is applied for the metrological characterization of gas-fired infrared radiant heaters according to the standards DIN EN 416-2 and DIN EN 419-2. A systematic determination of the reflectance/emittance of differently surface texturized plane samples and a subsequent measurement of the angular resolved responsivity of a dedicated manufactured radiometer head prototype series enabled the development of an optimized manufacturing specification in terms of the surface texturizing/electroplating for the integrating sphere. Through comparison measurements employing a second prototype series, manufactured by the PTB and a selected industrial workshop, the manufacturing specification was successfully validated.
Zusammenfassung
Im Rahmen einer Kooperation zwischen der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) und dem Europäischen Leitverband der Hersteller von Gas-Infrarot-Strahlern e. V. (ELVHIS e. V.). wurde ein Ulbrichtkugel-Radiometermesskopf mit cosinusgetreuen Ansprechverhalten entwickelt. Das Radiometer findet Anwendung bei der messtechnischen Charakterisierung von Gas-Infrarot-Heizstrahlern gemäß den normativen Vorgaben in DIN EN 416-2 und DIN EN 419-2. Durch die systematische Bestimmung des Reflexions-/Emissionsgrads von unterschiedlich oberflächenstrukturierten Planproben sowie einer sich daran anschließenden Messung der Winkelverteilung der Empfindlichkeit an einer dediziert gefertigten Radiometermesskopf-Prototypenreihe wurden die Spezifikationen für die optimalen Fertigungsmethoden der Oberflächenstrukturierung und der galvanischen Beschichtung der Ulbrichtkugel erarbeitet. Mittels Vergleichsmessungen an einer zweiten, von der PTB und einem ausgewählten industriellen Hersteller gefertigten, Radiometermesskopf-Prototypenreihe konnte die neu spezifizierte Fertigungsmethode erfolgreich validiert werden.
About the authors
Richard Dieter Taubert has graduated in 1996 at the Technical University of Munich with a diploma degree in technical physics and received a PhD in physics at the Technical University in Berlin in 2003. He joined the Physikalisch-Technische Bundesanstalt in 1998, currently working as a senior scientist in the field of radiometry and radiation thermometry and holding the position of head of the working group “High-temperature Scale”, hence being responsible for the realization and dissemination of the International Temperature Scale of 1990 (ITS-90) in the range from 962 ℃ to 3000 ℃.
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), 7.31 High-Temperature Scale, Berlin, Germany
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), 7.32 Infrared Radiation Thermometry, Berlin, Germany
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), 7.31 High-Temperature Scale, Berlin, Germany
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), 7.31 High-Temperature Scale, Berlin, Germany
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), 7.3 Detector Radiometry and Radiation Thermometry, Berlin, Germany
Acknowledgement
The authors wish to express special thanks for the realization of the radiometer prototypes by the PTB workshop, namely to Klaus Schwericke and Sina Thümmler. We also want to thank Herman Wind from the Alke company for providing an industrially used radiometer, the pyroelectric detector head and the readout electronics necessary for performing the measurements.
©2017 Walter de Gruyter Berlin/Boston
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- Editorial
- Fachtagung TEMPERATUR 2017 in Berlin (Teil 1)
- Beiträge
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- Development and specification of an accurate cosine-behaviour responsivity radiometer head for infrared temperature radiation
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- Saphir-Faser-Bragg-Gitter für die Hochtemperatursensorik
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