激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统及测量方法技术方案

本发明专利技术提供了激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统及测量方法，所述测量系统含有校准用大功率卤钨灯、光辐射测量装置、小功率标准卤钨灯、电能计、电流通断控制装置。所述测量方法包括：(a)构建一个光辐射测量装置；(b)将小功率标准卤钨灯送法定计量单位校准；(c)利用小功率标准卤钨灯对光辐射测量装置校准，测量小功率标准卤钨灯的辐射功率；(d)利用时间继电器和交流接触器设置校准用大功率卤钨灯的通电时间；(e)测量大功率卤钨灯的辐射强度和消耗的电能；(f)计算出通电时间内大功率卤钨灯辐射效率；(g)设定不同的通电时间，重复步骤(e)和(f)。本发明专利技术精确高，为激光能量计的精确校准奠定了基础。

【技术实现步骤摘要】
激光能量计校准用大功率南钨灯辐射效率测量系统及测量方法
本专利技术属于激光能量计校准
，具体涉及一种。
技术介绍
利用大功率卤钨灯作为校准光源的方法具有实现简单、校准功率高、校准的等效性强等优点，因此特别适合高能激光能量计等效校准。在等效校准中大功率卤钨灯通常设置在高能激光能量计的吸收腔体的空腔内部，通过精确计量大功率卤钨灯辐射的总能量并与高能激光能量计测量结果比较达到校准的目的。然而大功率卤钨灯上消耗的电能量一部分转换成光能辐射到被校准的高能激光能量计的吸收腔体上，另外一部分将以热能的形式滞留在大功率卤钨灯的灯丝和灯罩上，如果不能准确的确定大功率卤钨灯在电源关断时刻实际向外界辐射的总能量，那么校准的精度就会受到较大的影响。为了获得大功率卤钨灯在电源关断时刻实际向外界辐射的总能量，传统的方法是通过测量大功率卤钨灯的灯丝和灯罩材料的质量、比热和温升，并计算出残留在大功率卤钨灯上的能量，但这种方法的测量精度很低，无法满足校准的精度要求。当已知大功率卤钨某段时间内消耗的电能时，只需要测量出大功率卤钨灯在这段时间内的辐射效率就可以得到大功率卤钨灯在该段时间内向外界辐射的总能量。当采用辐射计或者功率计直接测量大功率卤钨灯的辐射能量时，辐射计和功率计的响应时间通常需要数秒甚至数十秒，无法精确的测量大功率卤钨灯辐射功率随时间变化，这给大功率卤钨灯辐射能量的精确测量带来了很大的难度。另外大功率卤钨灯通常具有较大的体积，从大功率卤钨灯上发射出来的光在空间上并不均匀，辐射的光谱线范围也较宽，从紫外光到近红外光均存在，这些因素均给大功率卤钨灯的辐射能量的测量也造成较大困难。
技术实现思路
为了解决大功率卤钨灯辐射光的空间非均匀性、宽光谱和辐射计慢响应对大功率卤钨灯辐射效率精确测量所带来的问题，本专利技术提供一种激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统，本专利技术的另一个目的是提供一种激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率的测量方法。本专利技术的激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统，其特点是，所述的测量系统含有校准用大功率卤钨灯、光辐射测量装置、小功率标准卤钨灯、小功率标准卤钨灯恒流源、电能计、导线、电流通断控制装置、稳压器；其中，所述光辐射测量装置含有积分球、灯固定柱、取样孔遮挡板、取样孔、光纤、可见光光谱仪、光谱仪信号线、计算机；电流通断控制装置含有时间继电器、交流接触器。校准用大功率卤钨灯与小功率标准卤钨灯采用同种材料的灯丝和灯罩制成。激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统对校准用大功率卤钨灯辐射效率测量时的连接关系为:校准用大功率卤钨灯通过螺纹设置在光辐射测量装置的灯固定柱上，校准用大功率卤钨灯通过导线依次与电能计、电流通断控制装置、稳压器电连接。小功率标准卤钨灯对光辐射测量装置校准时的连接关系为:小功率标准卤钨灯通过螺纹设置在光辐射测量装置的灯固定柱上，小功率标准卤钨灯通过导线依次与电能计、小功率标准齒钨灯恒流源、稳压器电连接。光辐射测量装置的连接关系为:灯固定柱的一端设置在积分球的球壁上，在积分球上设置有圆形取样孔，在取样孔的前方设置有一个圆形的取样孔遮挡板，取样孔遮挡板通过螺纹固定在积分球上，光纤连接积分球取样孔和可见光光谱仪，可见光光谱仪采集得到的数据通 过光谱仪信号线传输到计算机，计算机里的数据采集与显示软件可以实时的显示和存储光谱数据；电流通断控制装置的连接关系为:交流接触器的主接点通过导线分别与电能计、稳压器电连接，交流接触器的辅助接点与时间继电器电连接。所述小功率标准卤钨灯和校准用大功率卤钨灯设置积分球的球心，并且小功率标准卤钨灯的中心、校准用大功率卤钨灯的中心、取样孔遮挡板的中心、取样孔的中心在同一条直线上。所述的校准用大功率卤钨灯的额定功率与小功率标准卤钨灯的额定功率之比小于10。所述的可见光光谱仪用一个可见光光谱仪并联一个近红外光谱仪替代，可见光光谱仪和近红外光谱仪 读取小功率标准卤钨灯的辐照度校准数据。本专利技术的激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统的测量方法，其特征在于依次包括以下步骤: (a)利用积分球、灯固定柱、取样孔遮挡板、取样孔、光纤、可见光光谱仪、光谱仪信号线、计算机构建一个光辐射测量装置； (b)小功率标准卤钨灯经法定计量单位校准，获得小功率标准卤钨灯的辐照度校准数据； (C)利用小功率标准卤钨灯对光辐射测量装置进行校准，在小功率标准卤钨灯稳定后，记录下每个波长λ s所对应的光谱辐射数据Is，并用电能计测量小功率标准卤钨灯的辐射功率Ps ; (d)将校准用大功率卤钨灯替换小功率标准卤钨灯，利用电流通断控制装置控制校准用大功率卤钨灯与稳压器之间的通断，利用时间继电器控制交流接触器的通断，将时间继电器的通电时间设置为ib，至此校准用大功率卤钨灯辐射效率测量的所有准备工作完成； (e)利用辐射测量装置测量大功率卤钨灯从通电到断电这段时间ib内不同时刻每个波长』b所对应的光谱辐射数据/b，利用电能计测量出校准用大功率卤钨灯上消耗的电能Eb ; (f)由以下公式可以计算出通电时间为ib时校准用大功率卤钨灯辐射效率Hb:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统，其特征在于，所述的测量系统含有校准用大功率卤钨灯(15)、光辐射测量装置(18)、小功率标准卤钨灯(10)、小功率标准卤钨灯恒流源(13)、电能计(12)、导线(11)、电流通断控制装置(19)和稳压器(14)；其中，所述光辐射测量装置(18)含有积分球(1)、灯固定柱(2)、取样孔遮挡板(3)、取样孔(4)、光纤(5)、可见光光谱仪(6)、光谱仪信号线(8)、计算机(9)；电流通断控制装置(19)含有时间继电器(17)、交流接触器(16)；所述激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统对校准用大功率卤钨灯(15)辐射效率测量时的连接关系为，所述校准用大功率卤钨灯(15)通过螺纹设置在光辐射测量装置(18)的灯固定柱(2)上，校准用大功率卤钨灯(15)通过导线(11)依次与电能计(12)、电流通断控制装置(19)、稳压器(14)电连接；所述小功率标准卤钨灯(10)对光辐射测量装置(18)校准时的连接关系为，所述小功率标准卤钨灯(10)通过螺纹设置在光辐射测量装置(18)的灯固定柱(2)上，小功率标准卤钨灯(10)通过导线(11)依次与电能计(12)、小功率标准卤钨灯恒流源(13)、稳压器(14)电连接；所述光辐射测量装置(18)的连接关系为，所述灯固定柱(2)的一端设置在积分球(1)的球壁上，在积分球(1)上设置有圆形取样孔(4)，在取样孔(4)的前方设置有一个圆形的取样孔遮挡板(3)，取样孔遮挡板(3)通过螺纹固定在积分球(1)上，光纤(5)连接积分球取样孔(4)和可见光光谱仪(6)，可见光光谱仪(6)采集得到的数据通过光谱仪信号线(8)传输到计算机(9)，计算机(9)里的数据采集与显示软件可以实时的显示和存储光谱数据；所述电流通断控制装置(19)的连接关系为，交流接触器(16)的主接点通过导线(11)分别与电能计(12)、稳压器(14)电连接，交流接触器(16)的辅助接点与时间继电器(17)电连接。...

【技术特征摘要】
1.一种激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统，其特征在于，所述的测量系统含有校准用大功率卤钨灯(15)、光辐射测量装置(18)、小功率标准卤钨灯(10)、小功率标准卤钨灯恒流源(13)、电能计(12)、导线(11)、电流通断控制装置(19)和稳压器(14);其中，所述光辐射测量装置(18)含有积分球(I)、灯固定柱(2)、取样孔遮挡板(3)、取样孔(4)、光纤(5)、可见光光谱仪(6)、光谱仪信号线(8)、计算机(9);电流通断控制装置(19)含有时间继电器(17)、交流接触器(16)； 所述激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统对校准用大功率卤钨灯(15)辐射效率测量时的连接关系为，所述校准用大功率卤钨灯(15)通过螺纹设置在光辐射测量装置(18)的灯固定柱(2)上，校准用大功率卤钨灯(15)通过导线(11)依次与电能计(12)、电流通断控制装置(19)、稳压器(14)电连接； 所述小功率标准卤钨灯(10)对光辐射测量装置(18)校准时的连接关系为，所述小功率标准卤钨灯(10)通过螺纹设置在光辐射测量装置(18)的灯固定柱(2)上，小功率标准卤钨灯(10)通过导线(11)依次与电能计(12)、小功率标准卤钨灯恒流源(13)、稳压器(14)电连接； 所述光辐射测量装置(18)的连接关系为，所述灯固定柱(2)的一端设置在积分球(I)的球壁上，在积分球(I)上设置有圆形取样孔(4)，在取样孔(4)的前方设置有一个圆形的取样孔遮挡板(3)，取样孔遮挡板(3)通过螺纹固定在积分球(I)上，光纤(5)连接积分球取样孔(4)和可见光光谱仪(6)，可见光光谱仪(6)采集得到的数据通过光谱仪信号线(8)传输到计算机(9)，计算机(9)里的数据采集与显示软件可以实时的显示和存储光谱数据；所述电流通断控制装置(19)的连接关系为，交流接触器(16)的主接点通过导线(11)分别与电能计(12)、稳压器 (14)电连接，交流接触器(16)的辅助接点与时间继电器(17)电连接。2.根据权利要求1所述的激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统，其特征在于，所述小功率标准卤钨灯(10)和校准用大功率卤钨灯(15)设置积分球⑴的球心，并且小功率标准卤钨灯(10)的中心、校准用大功率卤钨灯(15)的中心、取样孔遮挡板(3)的中心、取样孔(4)的中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫，范国滨，魏继锋，常艳，徐德，周文超，周山，彭勇，田英华，黄德权，沙子杰，蒋志雄，胡晓阳，冉铮惠，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院应用电子学研究所，中国工程物理研究院计量测试中心，
类型：发明
国别省市：四川;51