專利名稱：紅外輻射計(jì)校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紅外光學(xué)計(jì)量領(lǐng)域，涉及一種對(duì)紅外輻射計(jì)的輻照度響應(yīng)度進(jìn)行校準(zhǔn)的裝置及其校準(zhǔn)方法。
背景技術(shù)：
紅外輻射計(jì)的校準(zhǔn)主要是針對(duì)紅外輻射計(jì)的輻照度響應(yīng)度進(jìn)行校準(zhǔn)，使用已知輻射量值的紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源來校準(zhǔn)紅外輻射計(jì)，獲得紅外輻射計(jì)的輸出值(如電壓值)與輸入輻射量之間的關(guān)系，該過程即是對(duì)紅外輻射計(jì)的校準(zhǔn)。在其它技術(shù)條件相當(dāng)時(shí)，紅外輻射計(jì)接收到的已知輻射量值越準(zhǔn)確，由此得到的校準(zhǔn)結(jié)果也就越準(zhǔn)確。國(guó)外一般采用如下描述的裝置來實(shí)施對(duì)紅外輻射計(jì)的校準(zhǔn)，其方法是紅外輻射源發(fā)出的紅外輻射經(jīng)過次鏡(平面反射鏡)和球面反射鏡后，變成一束平行光，相當(dāng)于一個(gè)遠(yuǎn)距離紅外輻射源，通過改變黑體輻射源的溫度和光闌的孔徑，產(chǎn)生不同的紅外輻射量值， 將紅外輻射計(jì)正對(duì)該輻射源的輸出端，即得到相應(yīng)的輸出，從而達(dá)到校準(zhǔn)的目的。此裝置和相應(yīng)的校準(zhǔn)方法的缺點(diǎn)是該準(zhǔn)直系統(tǒng)造成的像差將導(dǎo)致紅外輻射源的展寬，進(jìn)而影響精確校準(zhǔn)；難以對(duì)較大視場(chǎng)的紅外輻射計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)沒有專門的計(jì)量機(jī)構(gòu)對(duì)紅外輻射計(jì)進(jìn)行上述計(jì)量，而一般用戶在實(shí)際使用過程中則是采用將黑體輻射源近距離直接對(duì)準(zhǔn)紅外輻射計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)，這樣，很難實(shí)現(xiàn)黑體輻射源的有效光闌清晰成像于紅外輻射計(jì)的視場(chǎng)中，從而影響校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種校準(zhǔn)精度高的紅外輻射計(jì)校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的紅外輻射計(jì)校準(zhǔn)裝置包括紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源、 紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)、信號(hào)接收系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)，紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源包括標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射源、調(diào)制器和精密光闌，所述紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源置于精密轉(zhuǎn)臺(tái)上，其中，精密光闌帶有集成在一個(gè)光闌盤上多個(gè)孔徑不同的光闌片；紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)含有平面反射鏡和離軸拋物面反射鏡，且均由各自對(duì)應(yīng)的四維微調(diào)支架置于光學(xué)平臺(tái)上；所述信號(hào)接收系統(tǒng)包括具有不同探測(cè)范圍并溯源至低溫輻射計(jì)的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器，各標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器通過相應(yīng)的可升降底座固定在兩維可調(diào)平移臺(tái)上；被校紅外輻射計(jì)根據(jù)測(cè)量需要，置于所述紅外準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)輸出端處的第一測(cè)量位置或與可控精密轉(zhuǎn)臺(tái)正對(duì)的第二測(cè)量位置；所述標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射源發(fā)射出的紅外輻射照射到所述精密光闌上，來自于被選光闌片的紅外光束經(jīng)所述調(diào)制器調(diào)制后，由紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)準(zhǔn)直成平形光進(jìn)入被校紅外輻射計(jì)或直接進(jìn)入被校紅外輻射計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器通過兩維可調(diào)平移臺(tái)的移動(dòng)進(jìn)入第一測(cè)量位置或第二測(cè)量位置，并通過紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)接收或直接接收來自被選光闌片的紅外光束；所述計(jì)算機(jī)控制所述精密轉(zhuǎn)臺(tái)的角位移，采集對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器的輸出，根據(jù)被校紅外輻射計(jì)的輸出數(shù)組計(jì)算被校紅外輻射計(jì)的輻照度響應(yīng)度曲線Re并在屏幕上顯示。
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由上述裝置而建立的紅外輻射計(jì)校準(zhǔn)方法是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的第一步，通過所述計(jì)算機(jī)設(shè)置所述精密光闌的光闌片并記錄其孔徑值，根據(jù)被校紅外輻射計(jì)的視場(chǎng)角來選擇與其匹配的光闌片；第二步，根據(jù)被校紅外輻射計(jì)的視場(chǎng)角確定接收方式，當(dāng)被校紅外輻射計(jì)的視場(chǎng)角大于IOmrad時(shí)，將被校紅外輻射計(jì)置于第二測(cè)量位置處，通過計(jì)算機(jī)控制所述精密轉(zhuǎn)臺(tái)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，使紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源的輸出端對(duì)準(zhǔn)被校紅外輻射計(jì)的輸入端，當(dāng)被校紅外輻射計(jì)的視場(chǎng)角小于IOmrad時(shí)，通過計(jì)算機(jī)控制所述精密轉(zhuǎn)臺(tái)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度， 使紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源的精密光闌處于紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)的焦面上；第三步，將所述標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射源的初始溫度設(shè)置到50°C，啟動(dòng)被校紅外輻射計(jì)，使其直接接收來自紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源或者通過紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)準(zhǔn)直后的紅外輻射，得到被校紅外輻射計(jì)的測(cè)量電壓Vs并記錄該值，然后，遮擋紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源的輸出，使被校紅外輻射計(jì)接收背景輻射，得到對(duì)應(yīng)的背景電壓Vbg并記錄該值；第四步，移開被校紅外輻射計(jì)，控制所述兩維可調(diào)平移臺(tái)移動(dòng)，將所選擇的對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器于上一步被校紅外輻射計(jì)所在的位置，打開對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器的開關(guān)，以使對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器直接接收紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源的紅外輻射或經(jīng)紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)準(zhǔn)直后的紅外輻射， 然后，遮擋紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源的輸出，使對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器接收背景輻射，通過計(jì)算機(jī)相繼采集對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器輸出的測(cè)量電壓Vdm和背景電壓Vdbg ；第五步，將所述標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射源的溫度按照一個(gè)固定溫差進(jìn)行升溫，并循環(huán)第三至第四步驟，直到被校紅外輻射計(jì)飽和為止；第六步，將被校紅外輻射計(jì)獲得的測(cè)量電壓入數(shù)組和背景電壓Vbg數(shù)組、被校紅外輻射計(jì)的波長(zhǎng)值輸入到計(jì)算機(jī)中，同時(shí)調(diào)用對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器的測(cè)量電壓Vdffl數(shù)組和背景電壓Vdbg數(shù)組以及計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中存放的相關(guān)已知參數(shù)，并根據(jù)輻照度響應(yīng)度公式計(jì)算出被校紅外輻射計(jì)在第一測(cè)量位置或第二測(cè)量位置的輻照度響應(yīng)度曲線Re并在計(jì)算機(jī)屏幕上顯不。本發(fā)明的整體技術(shù)效果體現(xiàn)在以下兩方面。(一)本發(fā)明采用了由平面反射鏡和離軸拋物面反射鏡構(gòu)成的紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)視場(chǎng)角小于IOmrad紅外輻射計(jì)的輻射度響應(yīng)度的校準(zhǔn)，克服了現(xiàn)有技術(shù)中由球面準(zhǔn)直系統(tǒng)像差導(dǎo)致的紅外輻射源展寬問題；此外，根據(jù)被校紅外輻射計(jì)的視場(chǎng)角選取不同的測(cè)量位置，同樣可以對(duì)視場(chǎng)大于IOmrad的紅外輻射計(jì)進(jìn)行校正。( 二 )本發(fā)明通過溯源至低溫輻射計(jì)的一組標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)紅外輻射源發(fā)射出的紅外輻射和背景輻射，用其測(cè)量值選擇溯源電壓-輻照度曲線上的修正值對(duì)被校紅外輻射計(jì)的響應(yīng)度進(jìn)行修正，從而大大提高了本發(fā)明對(duì)紅外輻射計(jì)的校準(zhǔn)精度。


圖1是本發(fā)明紅外輻射計(jì)校準(zhǔn)裝置的組成示意圖。圖2是本發(fā)明所用調(diào)制器中斬波片的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步揭示本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
如圖1所示，本發(fā)明紅外輻射計(jì)校準(zhǔn)裝置優(yōu)選實(shí)施例包括紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源、紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)和信號(hào)接收系統(tǒng)。紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源包括標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射源6、調(diào)制器3和精密光闌4，三者按照一般光源組裝方式組裝好后置于一個(gè)精密轉(zhuǎn)臺(tái)5上。標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射源6的溫度由室溫到1000°C連續(xù)可調(diào)，精密光闌4為一系列分立的光闌片安裝在光闌盤上，調(diào)制器3配置的斬波片如圖2所示，其占空比為1 1，測(cè)試時(shí)，斬波片在電機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，形成500Hz的調(diào)制頻率。紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)則是由平面反射鏡2、離軸拋物面反射鏡1和帶有光入射孔和出射孔的殼體15組成，平面反射鏡2和離軸拋物面反射鏡1的反射表面均鍍高反射膜，所構(gòu)成的離軸光學(xué)系統(tǒng)焦距為2000mm，離軸量為220mm，可提供的光束輸出口徑為 Φ200πιπι。平面反射鏡2和離軸拋物面反射鏡1均由各自對(duì)應(yīng)的四維微調(diào)支架置于光學(xué)平臺(tái) 13上，殼體15罩在整個(gè)離軸光學(xué)系統(tǒng)的外部，殼體15的光入射孔正對(duì)紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源，且精密光闌4的光闌片處于離軸光學(xué)系統(tǒng)的物方焦面上。信號(hào)接收系統(tǒng)包括具有不同探測(cè)范圍的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器，本優(yōu)選實(shí)施例中的探測(cè)器有硫化鉛探測(cè)器8、銻化銦探測(cè)器9和碲鎘汞探測(cè)器10，所對(duì)應(yīng)的光譜范圍分別為Ιμ 3μ 、3μπ 5μπ 禾口 8μπ 12μπ 。三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器通過相應(yīng)的可升降底座固定在兩維可調(diào)平移臺(tái)7上，并均溯源至低溫輻射計(jì)。 被校紅外輻射計(jì)可根據(jù)測(cè)量需要分別置于紅外準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)輸出端處的第一測(cè)量位置11 或與可控精密轉(zhuǎn)臺(tái)5正對(duì)的第二測(cè)量位置12，第一、第二測(cè)量位置11、12的連線與光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)的光軸垂直。標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器在兩維可調(diào)平移臺(tái)7的帶動(dòng)下可使相應(yīng)探測(cè)范圍的標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器移置第一測(cè)量位置11或第二測(cè)量位置12。計(jì)算機(jī)14對(duì)精密轉(zhuǎn)臺(tái)5的角位移進(jìn)行控制， 采集對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器的一組輸出，根據(jù)被校紅外輻射計(jì)的一組輸出值計(jì)算被校紅外輻射計(jì)的輻照度響應(yīng)度曲線RE。由上述裝置而建立的紅外輻射計(jì)校準(zhǔn)方法是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的第一步，通過計(jì)算機(jī)14設(shè)置精密光闌4的光闌片并記錄其孔徑值，根據(jù)被校紅外輻射計(jì)的視場(chǎng)角來選擇與其匹配的光闌片，選擇原則是，所選光闌片的孔徑能夠使標(biāo)準(zhǔn)紅外輻射源的紅外輻射到達(dá)被校紅外輻射計(jì)時(shí)完全充滿其視場(chǎng)即可。第二步，根據(jù)被校紅外輻射計(jì)的視場(chǎng)角確定接收方式，當(dāng)被校紅外輻射計(jì)的視場(chǎng)角大于IOmrad時(shí)，采用“近距離小源法”對(duì)其響應(yīng)度進(jìn)行校準(zhǔn)，即校準(zhǔn)時(shí)，將被校紅外輻射計(jì)置于第二測(cè)量位置12處，通過計(jì)算機(jī)控制精密轉(zhuǎn)臺(tái)5順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，使標(biāo)準(zhǔn)紅外輻射源的輸出端對(duì)準(zhǔn)被校紅外輻射計(jì)的輸入端。當(dāng)被校紅外輻射計(jì)的視場(chǎng)角小于IOmrad 時(shí)，采用“遠(yuǎn)距離小源法”對(duì)其響應(yīng)度進(jìn)行校準(zhǔn)，通過計(jì)算機(jī)控制精密轉(zhuǎn)臺(tái)5逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，使標(biāo)準(zhǔn)紅外輻射源的精密光闌4處于紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)的焦面上，標(biāo)準(zhǔn)紅外輻射源的紅外輻射通過紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)準(zhǔn)直后照射到被校紅外輻射計(jì)的輸入端。第三步，將所述標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射源6的初始溫度設(shè)置到50°C，啟動(dòng)被校紅外輻射計(jì)， 使其接收來自標(biāo)準(zhǔn)紅外輻射源或者通過紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)準(zhǔn)直后的紅外輻射，得到被校紅外輻射計(jì)的測(cè)量電壓Vs并記錄該值，然后，遮擋標(biāo)準(zhǔn)紅外輻射源的輸出，使被校紅外輻射計(jì)接收背景輻射，得到對(duì)應(yīng)的背景電壓Vbg并記錄該值。第四步，移開被校紅外輻射計(jì)，控制兩維可調(diào)平移臺(tái)7移動(dòng)，將所選擇的對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器8或9或10置于上一步被校紅外輻射計(jì)所在的位置，打開對(duì)應(yīng)探測(cè)器的開關(guān)，以使對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器8或9或10直接接收標(biāo)準(zhǔn)紅外輻射源的紅外輻射或經(jīng)紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)準(zhǔn)直后的紅外輻射，然后，遮擋標(biāo)準(zhǔn)紅外輻射源的輸出，使對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器8或9或10接收背景輻射，通過計(jì)算機(jī)14采集對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器8或9或10輸出的測(cè)量電壓Vdm和背景電壓
Vdbg。第五步，將標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射源6的溫度按照一個(gè)固定溫差進(jìn)行升溫，并循環(huán)第三至第四步驟，直到被校紅外輻射計(jì)飽和為止。本優(yōu)選實(shí)施例中，標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射源6的最高溫度為 IOOO0Co第六步，將被校紅外輻射計(jì)獲得的測(cè)量電壓Vs數(shù)組和背景電壓Vbg數(shù)組、被校紅外輻射計(jì)的波長(zhǎng)值輸入到計(jì)算機(jī)14中，同時(shí)調(diào)用對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器8或9或10的測(cè)量電壓Vdm 數(shù)組和背景電壓Vtlbg數(shù)組以及計(jì)算機(jī)14存儲(chǔ)器中存放的相關(guān)已知參數(shù)，并根據(jù)以下第一個(gè)或第二個(gè)計(jì)算公式對(duì)應(yīng)計(jì)算出被校紅外輻射計(jì)在第一測(cè)量位置11或第二測(cè)量位置12的輻照度響應(yīng)度曲線即&數(shù)組并在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示。re = wdm -vdbg)/vdmvS -vbg)/[sc1a-5(ec^t-1)-^(^(^(^(^2)"1]}re = wdm -vdbg)/VdMvs -vhg)l[^xr\ec^T-1)-^(^)4(^2)-1]}式中，ε為標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射源的發(fā)射率K1X2分別為第一、第二輻射常數(shù)，其數(shù)值分別為3. 741844X 10_12W/Cm2和1. 438833ff/cm2, λ為被校紅外輻射計(jì)的波長(zhǎng)，T為標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射源有效輻射面的溫度，τ (λ)為大氣透射比，As為所選光闌片孔徑值對(duì)應(yīng)的面積，L為對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器或被校紅外輻射計(jì)到精密光闌的距離，P1(X)和Ρ2(λ)分別為平面反射鏡和離軸拋物面反射鏡的光譜反射率，f為紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)的焦距；Vds是對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器溯源至低溫輻射計(jì)得到的電壓-光譜輻照度曲線上電壓值，且該值與被校紅外輻射計(jì)的輻照度量值相對(duì)應(yīng)。上述參量均為已知量并事先存入在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。
權(quán)利要求
1.一種紅外輻射計(jì)校準(zhǔn)裝置，包括紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源、紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)，紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源包括標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射源(6)、調(diào)制器( 和精密光闌，其特征在于還包括信號(hào)接收系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)(14)，所述紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源置于精密轉(zhuǎn)臺(tái)( 上，其中，精密光闌(4)帶有集成在一個(gè)光闌盤上多個(gè)孔徑不同的光闌片；紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)含有平面反射鏡( 和離軸拋物面反射鏡(1)，且均由各自對(duì)應(yīng)的四維微調(diào)支架置于光學(xué)平臺(tái)(13)上；所述信號(hào)接收系統(tǒng)包括具有不同探測(cè)范圍并溯源至低溫輻射計(jì)的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器(8或9或10)，各標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器通過相應(yīng)的可升降底座固定在兩維可調(diào)平移臺(tái)(7)上；被校紅外輻射計(jì)根據(jù)測(cè)量需要， 置于所述紅外準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)輸出端處的第一測(cè)量位置(11)或與可控精密轉(zhuǎn)臺(tái)( 正對(duì)的第二測(cè)量位置(1 ；所述標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射源(6)發(fā)射出的紅外輻射照射到所述精密光闌(4) 上，來自于被選光闌片的紅外光束經(jīng)所述調(diào)制器C3)調(diào)制后，由紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)準(zhǔn)直成平形光進(jìn)入被校紅外輻射計(jì)或直接進(jìn)入被校紅外輻射計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器(8或9或10)通過兩維可調(diào)平移臺(tái)(7)的移動(dòng)進(jìn)入第一測(cè)量位置(11)或第二測(cè)量位置(12)，并通過紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)接收或直接接收來自被選光闌片的紅外光束；所述計(jì)算機(jī)(14)控制所述精密轉(zhuǎn)臺(tái)(5)的角位移，采集對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器(8或9或10)的輸出，根據(jù)被校紅外輻射計(jì)的輸出數(shù)組計(jì)算被校紅外輻射計(jì)的輻照度響應(yīng)度曲線RE并在屏幕上顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外輻射計(jì)校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射源(6) 溫度由室溫到1000°C連續(xù)可調(diào)；所述紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)的焦距為2000mm，離軸量為220mm， 光束輸出口徑為Φ 200mm，所述標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器包括硫化鉛探測(cè)器(8)、銻化銦探測(cè)器(9)和碲鎘汞探測(cè)器(10)。
3.一種使用權(quán)利要求1或2所述的紅外輻射計(jì)校準(zhǔn)裝置的紅外輻射計(jì)校準(zhǔn)方法，其特征在于，該方法包括如下步驟第一步，通過所述計(jì)算機(jī)(14)設(shè)置所述精密光闌(4)的光闌片并記錄其孔徑值，根據(jù)被校紅外輻射計(jì)的視場(chǎng)角來選擇與其匹配的光闌片；第二步，根據(jù)被校紅外輻射計(jì)的視場(chǎng)角確定接收方式，當(dāng)被校紅外輻射計(jì)的視場(chǎng)角大于IOmrad時(shí)，將被校紅外輻射計(jì)置于第二測(cè)量位置(1 處，通過計(jì)算機(jī)(14)控制所述精密轉(zhuǎn)臺(tái)( 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，使紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源的輸出端對(duì)準(zhǔn)被校紅外輻射計(jì)的輸入端，當(dāng)被校紅外輻射計(jì)的視場(chǎng)角小于IOmrad時(shí)，通過計(jì)算機(jī)(14)控制所述精密轉(zhuǎn)臺(tái)(5)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，使紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源的精密光闌(4)處于紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)的焦面上；第三步，將所述標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射源(6)的初始溫度設(shè)置到50°C，啟動(dòng)被校紅外輻射計(jì)，使其直接接收來自紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源或者通過紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)準(zhǔn)直后的紅外輻射，得到被校紅外輻射計(jì)的測(cè)量電壓Vs并記錄該值，然后，遮擋紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源的輸出，使被校紅外輻射計(jì)接收背景輻射，得到對(duì)應(yīng)的背景電壓Vbg并記錄該值；第四步，移開被校紅外輻射計(jì)，控制所述兩維可調(diào)平移臺(tái)(7)移動(dòng)，將所選擇的對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器(8或9或10)置于上一步被校紅外輻射計(jì)所在的位置，打開對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器(8 或9或10)的開關(guān)，以使其直接接收紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源的紅外輻射或經(jīng)紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)準(zhǔn)直后的紅外輻射，然后，遮擋所述紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源的輸出，使對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器(8或9或10) 接收背景輻射，通過計(jì)算機(jī)14相繼采集對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器((8或9或10)輸出的測(cè)量電壓Vdm 和背景電壓Vdbg ；第五步，將所述標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射源(6)的溫度按照一個(gè)固定溫差進(jìn)行升溫，并循環(huán)第三至第四步驟，直到被校紅外輻射計(jì)飽和為止；第六步，將被校紅外輻射計(jì)獲得的測(cè)量電壓Vs數(shù)組和背景電壓Vbg數(shù)組、被校紅外輻射計(jì)的波長(zhǎng)值輸入到計(jì)算機(jī)(14)中，同時(shí)調(diào)用對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器(8或9或10)的測(cè)量電壓Vdm 數(shù)組和背景電壓Vtlbg數(shù)組以及計(jì)算機(jī)(14)中存儲(chǔ)器存放的相關(guān)已知參數(shù)，并根據(jù)輻照度響應(yīng)度公式計(jì)算出被校紅外輻射計(jì)在第一測(cè)量位置(11)或第二測(cè)量位置(1 的輻照度響應(yīng)度曲線&并在計(jì)算機(jī)14的屏幕上顯示。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種紅外輻射計(jì)校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法，屬紅外計(jì)量領(lǐng)域。該裝置由紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源、紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)和多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器及計(jì)算機(jī)組成，紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)采用平面反射鏡和離軸拋物面反射鏡構(gòu)成。紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源發(fā)射的紅外輻射直接或通過紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)準(zhǔn)直后由被校紅外輻射或標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器計(jì)接收并相應(yīng)獲得被校紅外輻射計(jì)或標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器的測(cè)量電壓，遮擋紅外標(biāo)準(zhǔn)輻射源，使被校紅外輻射計(jì)或標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器直接或通過紅外光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)接收背景輻射并相應(yīng)獲得被校紅外輻射計(jì)或標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器的背景電壓，進(jìn)而計(jì)算出紅外輻射計(jì)的輻照度響應(yīng)度曲線。本發(fā)明不僅解決了大視場(chǎng)紅外輻射計(jì)的響應(yīng)度校準(zhǔn)問題，而且校準(zhǔn)精度高。
文檔編號(hào)G01J5/10GK102155994SQ20111011209
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月3日
發(fā)明者付建明, 岳文龍, 李旭東, 李燕, 王學(xué)新, 謝毅, 閆曉宇 申請(qǐng)人:中國(guó)兵器工業(yè)第二〇五研究所