Infinity 真空黑體

高真空下實現寬溫域、高均勻性、高發射率熱輻射
確保地面測試數據高度還原太空實況

SBIR 的 Infinity 真空黑體系統，是專門為了支援最為關鍵且要求嚴苛的太空應用所設計開發的精密熱源； 在對太空等級的光電感測器裝置進行測試與驗證時，必須使用一個能夠在熱真空艙（T-VAC）這種模擬外太空高真空、高熱輻射環境下穩定運作的熱源； 感測器製造商廣泛利用此類高精度熱源，主要目的是模擬外太空背景以及地面目標物的複雜熱特徵，並將其整合為光學地面支援設備（OGSE, Optical Ground Support Equipment）的核心部分；這一步驟對於感測器進行發射前的完整功能測試與效能驗證至關重要，能有效識別潛在問題，進而顯著降低衛星或探測器進入軌道後發生故障的風險，確保任務成功。

卓越性能與多樣化冷卻支援

Infinity 真空黑體的核心優勢在於其於高真空條件下的卓越運作效能；同時，為了配合不同實驗室環境與測試需求，該系統具備高度彈性，可容納並高效運作於多種不同的冷卻介質，包括先進的氫氟醚（HFE, Hydrofluoroether）、常見的乙二醇（Ethylene Glycol）、高溫應用中的矽熱油（Syltherm），以及廣泛使用的水基冷卻液，這些選擇確保了系統在不同操作條件下的多功能性、可靠度與長期穩定性； 為了實現精確的溫度控制與最佳化的運作效率，系統透過一個再循環冷卻水浴系統（如：冷水機）進行初步降溫，將黑體主體冷卻至接近目標設定的溫度範圍；隨後，整合於系統內部、採用熱電冷卻器（TEC, Thermoelectric Cooler）技術的精密閉迴路控制系統，則負責進行細微的溫度調節與穩定，確保黑體表面溫度能精確達到並維持在使用者設定的目標值； 整套 Infinity 真空黑體系統為一完整解決方案，標準配置包含實現精密熱輻射所需的核心組件，主要有：黑體輻射頭（Head）、外部冷卻水浴（需搭配冷水機）、高精度溫度控制器（Controller）、以及連接控制器、冷水機與黑體頭所需的專用電纜（Cables）和流體軟管（Hoses）。

 

核心技術特性

精密嵌入式溫度感測器

此 SBIR 真空等級黑體系統的核心溫度感測器直接嵌入貼近輻射表面的位置，確保溫度量測的即時性與高代表性；標準系統能夠達到並穩定控制在 -40ºC 至 +200ºC 的寬廣絕對溫度範圍，滿足多樣化的測試需求；同時，SBIR 亦可提供特殊配置，實現更低的極低溫操作範圍，以應對特定的深冷太空背景模擬或其他特殊應用場景。

溫度準確度

系統採用超高穩定性與快速熱響應特性的溫度感測器元件，這是實現精密溫度控制與確保整體系統性能準確可靠的基礎；每一個感測探頭在出廠前都經過嚴格校準程序，確保其在關鍵溫度區間（例如 0ºC 至 50ºC）的絕對溫度量測準確度優於 ±0.010ºC，此高準確度是進行可靠紅外線感測器校準與評估的關鍵。

溫度均勻度

Infinity 真空黑體的設計特別考量了在真空環境下熱傳導以輻射為主、對流極小的物理特性；其結構與材料選擇均以最大化輻射表面的空間溫度均勻性、並最小化殘餘氣體對流效應的干擾為目標；典型的表面溫度均勻度性能指標為：在超過 90% 的有效發射表面積內，溫度差異控制在優於設定點與環境溫差（ΔT = Tset – Tambient）的 98%，或者絕對溫差小於 0.010ºC （以兩者中要求較嚴格者為準），此優異的均勻度確保感測器接收到的紅外線輻射在空間上一致，避免因熱源不均勻導致的量測誤差。

表面發射率

黑體輻射表面經過特殊塗層處理，此塗層不僅提供極高的紅外線發射率，更重要的是實現了優異的光譜平坦性；具體指標為：在中波紅外線（MWIR）常用的 3µm 至 5.5µm 波段，發射率高達 >99.8%；在長波紅外線（LWIR）常用的 8µm 至 14µm 波段，發射率亦達到 >99.5%；高且平坦的發射率特性，使得黑體輻射出的能量更接近理想黑體，並且在不同波長下表現一致，對於多光譜或高光譜感測器的校準極為重要。

多功能控制器

控制器採用標準 19 英吋、2U 高度的機架式設計，便於整合至標準測試機櫃中，節省實驗室空間；前面板配備直觀的觸控螢幕顯示器，方便使用者進行本機操作、參數設定與狀態監控；控制器標準內建乙太網路介面，支援完整的遠端電腦控制能力，便於整合至自動化測試系統；同時也提供選配的 IEEE-488（GPIB） 或 RS-232 序列埠介面，確保與既有測試設備的相容性。

自動輻射溫度補償 （選配升級）

在實際測試路徑中，光學元件（如：準直儀、濾光片）的穿透率損耗、目標或黑體本身的非理想發射率、環境背景溫度的變化、以及感測器關注的特定工作波段等因素，都會影響最終到達感測器的輻射量，從而降低輻射溫度的量測準確度；啟用此選配功能後，控制器進入輻射溫度模式運作，系統會利用隨附的一個外置探頭座（Probe Block）和高精度環境溫度感測器來即時監測背景溫度；控制器會根據使用者輸入的光路衰減、目標發射率、工作波段及量測到的環境溫度等參數，自動計算所需的物理溫度補償量，並主動調整黑體的實際物理溫度設定點，以確保感測器端接收到的輻射通量精確對應於使用者所期望達到的輻射溫度值；此功能對於要求高精度輻射定標的應用至關重要。
 

IRWindows™ 進階光電測試與分析工具（選配升級）

Infinity 系列黑體與 SBIR 開發的 IRWindows™5 先進測試軟體套件進行了深度整合與優化，可實現無縫連接與控制；IRWindows™5 是一套功能強大的軟體工具，旨在自動化業界標準的光電感測器性能測試流程，涵蓋紅外線、可見光及雷射感測系統；其功能包含自動化測試設定、測試序列執行、即時資料收集、以及後續的結果分析與報告產生，大幅提升測試效率、標準化測試方法並確保結果的可重複性與可比較性。

系統選項與配件

通訊介面 (Communication)

所有 Infinity 黑體系統均標配乙太網路介面，提供現代化、高速的遠端控制能力；為確保最大的系統相容性與整合彈性，系統同時也內建了 IEEE-488 (GPIB) 和 RS-232 這兩種廣泛使用的傳統通訊介面，允許使用者透過電腦遠端控制所有黑體功能、校準程序、照明器狀態以及目標輪 (Target Wheel) 的位置切換等。
 

輻射溫差精確度強化

此選項專注於提升輻射溫差（ΔT）**的準確性，這對於模擬目標與背景間微小溫差的應用（如 NETD 測試）尤其重要；它透過精確考量並補償由光路衰減（如準直儀穿透率）、背景溫度差異、以及目標或黑體表面非單一（non-unity）發射率所引入的測量誤差；如同自動輻射補償選項，此功能亦包含一個探頭座（Probe Block）和高精度環境溫度感測器，用於精確、即時地量測環境溫度，作為補償計算的依據。
 

目標片 (Targets)

SBIR 提供多種標準尺寸與圖樣的紅外線目標片供選擇，亦可根據客戶特定需求進行客製化設計；這些目標片可選擇塗覆高發射率塗層（Emissive Coatings）（用於產生熱目標圖樣）或高反射率塗層（Reflective Coatings）（用於反射環境輻射或搭配其他光源使用）；豐富的目標片選擇可滿足如最小可解析溫差（MRTD）、狹縫響應函數（SiTF）、調變轉換函數（MTF）等各種紅外線系統性能參數的測試需求。
 

目標輪與照明器

為了能夠在測試過程中快速切換不同的測試圖樣或參考孔徑，SBIR 提供電動目標輪選項；此裝置可安裝多個不同的目標片，並能在控制器前面板指令或遠端電腦指令下，快速、精確地將選定的目標片定位到黑體的輻射孔徑前方，無需中斷測試或破壞真空環境；部分目標輪型號更可選配整合照明器（Illuminators），用於可見光或近紅外線感測器的測試。
 

機架安裝選項

Infinity 黑體的溫度控制器本身已設計為既可獨立放置於桌上（Bench-top）使用，也可方便地安裝於標準 19 英吋工業機櫃中；控制器出貨時已標準配備機架安裝耳（Rack Mounting Ears）；若需要更方便地將控制器滑入/滑出機櫃進行維護或操作，亦可選購搭配使用的機架滑軌套件。
 

IRWindows™ 進階光電測試與分析工具

再次強調，Infinity 系列黑體經過特別優化，能夠與 SBIR 的旗艦測試軟體 IRWindows™5 實現無縫整合與協同工作；IRWindows™5 提供了一套完整的解決方案，用於自動化設定、執行、資料收集和結果分析，全面支援紅外線、可見光和雷射感測器系統的標準化性能測試，提升測試效率與數據可靠性。
 

技術規格

以下為 Infinity 真空黑體（以 VB-04 型號為例）的關鍵性能指標與操作條件：

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