最開(kāi)始發(fā)展的是高溫黑體,早在20世紀(jì)50年代,由于光學(xué)高溫計(jì)的應(yīng)用,當(dāng)時(shí)的蘇聯(lián)和英國(guó)已經(jīng)研制出了黑體爐,最高工作溫度可以達(dá)到2500℃。20世紀(jì)60年代,日本生產(chǎn)出臥式黑體爐,最高工作溫度為2200℃;同年代,我國(guó)也研制出臥式黑體爐,工作溫度為900~3200℃。
在20世紀(jì)60年代,中溫黑體就有人開(kāi)始研究,因?yàn)楫?dāng)時(shí)的技術(shù)條件限制,對(duì)黑體技術(shù)(如黑體腔、等溫黑體腔、黑體發(fā)射率等)認(rèn)識(shí)不足,甚至將熱電偶檢定爐的中間放置一個(gè)靶子就看作是黑體。
自從美國(guó)在越南戰(zhàn)爭(zhēng)首次使用紅外技術(shù),成功地偵察到密林中的胡志明小道后(注:當(dāng)時(shí)胡志明小道是運(yùn)輸線),拉開(kāi)了紅外技術(shù)在軍事上應(yīng)用的序幕。隨后,各國(guó)都開(kāi)展了紅外偵察、紅外偽裝、紅外制導(dǎo)、紅外誘餌、空中防衛(wèi)等技術(shù)的研究工作,這就促進(jìn)了對(duì)黑體技術(shù)的研究,尤其是對(duì)中低溫黑體的研究。因此國(guó)外在20世紀(jì)80年代就已經(jīng)有低溫黑體,我國(guó)對(duì)低溫黑體的研究,是從20世紀(jì)90年代開(kāi)始。
近30年來(lái),紅外技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于民用領(lǐng)域,如紅外資源衛(wèi)星、紅外氣象衛(wèi)星、紅外加熱、紅外干燥、醫(yī)用紅外、紅外測(cè)溫等,同時(shí)開(kāi)始了民用黑體產(chǎn)品的研究。尤其是近20年來(lái),紅外溫度計(jì)的廣泛應(yīng)用,作為紅外溫度計(jì)檢定用的主要設(shè)備-黑體的市場(chǎng)需求量增加,這促進(jìn)了黑體技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的進(jìn)度。
對(duì)黑體技術(shù)的研究,尤其是對(duì)黑體發(fā)射率技術(shù)的研制,從20世紀(jì)50年代開(kāi)始,一直斷斷續(xù)續(xù)地進(jìn)行著。國(guó)內(nèi)一些大學(xué),對(duì)黑體發(fā)射率進(jìn)行研究,并根據(jù)輻射換熱原理,對(duì)當(dāng)時(shí)的黑體產(chǎn)品研究出一套發(fā)射率的計(jì)算方法。同時(shí),形成了對(duì)圓柱形黑體腔,腔體長(zhǎng)度和腔口之比(稱為形腔比)為一個(gè)固定的模式。1998年,在國(guó)防計(jì)量科研課題的研究中,專家在基于等溫和漫反射的基礎(chǔ)上,應(yīng)用輻射換熱原理,導(dǎo)出了黑體發(fā)射率全新的計(jì)算公式,從理論上證明了只要黑體腔內(nèi)表面溫度均勻且為漫反射,黑體的發(fā)射率只與黑體的腔口面積與內(nèi)表面面積之比、黑體腔內(nèi)表面發(fā)射率有關(guān),而與黑體的形狀、黑體的溫度無(wú)關(guān),系統(tǒng)闡述了黑體發(fā)射率的理論,使得對(duì)黑體發(fā)射率理論的研究,向前邁進(jìn)了一步,同時(shí)對(duì)于黑體的研制和生產(chǎn),有著極大的指導(dǎo)意義。
對(duì)于腔式黑體,也是一個(gè)逐步發(fā)展過(guò)程。從開(kāi)始研制出雛形黑體,到開(kāi)始重視形腔比,因此改進(jìn)黑體腔按照一定的形腔比設(shè)計(jì),將黑體的性能進(jìn)行提高;到開(kāi)始重視黑體的等溫段,盡量提高黑體的等溫區(qū)域,將黑體的性能進(jìn)一步提高;到目前為止,應(yīng)用黑體發(fā)射率的理論計(jì)算公式指出的 改進(jìn)途徑,使黑體的性能又得到提高;這是一個(gè)不斷發(fā)展和不斷完善的過(guò)程。
在黑體的設(shè)計(jì)上,人們對(duì)于黑體的等溫特性越來(lái)越重視,黑體腔內(nèi)表面的溫度均勻性已經(jīng)作為黑體設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)之一;因此對(duì)于有的黑體內(nèi)表面溫度均勻性較好的黑體,又稱為“等溫黑體”。對(duì)于黑體內(nèi)表面溫度均勻性的要求,將熱管技術(shù)應(yīng)用于黑體,黑體內(nèi)表面等溫效果很好,因此近代使用熱管技術(shù)研制出的黑體,稱為熱管黑體。熱管黑體是等溫黑體的一種。
隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,需要更高精度的黑體作為標(biāo)準(zhǔn)輻射源,尤其在300℃以下溫度段。因此又發(fā)展了高精度的黑體,這些黑體輻射溫度的準(zhǔn)確度在(0.1~0.5)℃和0.01℃分辨率。
我國(guó)在20世紀(jì)七八十年代,做實(shí)驗(yàn)與標(biāo)定的黑體輻射源,用于紅外標(biāo)定的都是進(jìn)口產(chǎn)品,如英國(guó)的 ISOTECH,EOI,CI的產(chǎn)品。法國(guó)的HGH,美國(guó)的Mikron,OMEGA的相關(guān)產(chǎn)品都不錯(cuò);旧虾隗w爐的國(guó)際市場(chǎng)是以美國(guó)獨(dú)大,品質(zhì)很好,但是進(jìn)口成本太過(guò)高了,這嚴(yán)重限制了我國(guó)紅外事業(yè)的發(fā)展,在初期,我國(guó)的廣州颯特,武漢高德,華中數(shù)控等國(guó)內(nèi)一線的紅外熱像儀的生產(chǎn)廠家都是使用進(jìn)口國(guó)外產(chǎn)品完成紅外設(shè)備的校準(zhǔn),國(guó)內(nèi)的熱力學(xué)科研單位也是基本上用的國(guó)外產(chǎn)品。黑體的市場(chǎng)化滯后嚴(yán)重制約了我國(guó)紅外事業(yè)的發(fā)展。
到本世紀(jì)初,我國(guó)主要科研單位加快了黑體產(chǎn)品的研發(fā)進(jìn)度,黑體爐國(guó)產(chǎn)業(yè)化也發(fā)展很快,北京永士達(dá)科技有限公司在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生,隨著企業(yè)的不斷發(fā)展,產(chǎn)品性能也在不斷提升,達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平,并不斷縮小與國(guó)外先進(jìn)水平的差距。