公开了校准传感器的设备和方法。施加电压到第一碳纳米管层以获得第一碳纳米管层的第一温度。导热层被用来通过平滑第一温度的空间变化而提供与第一碳纳米管层的第一温度相关的基本上均匀的温度。第二碳纳米管层接收基本上均匀的温度并且发射第一黑体辐射光谱以校准传感器。所述设备可以被用来通过改变施加的电压而发射第二黑体辐射光谱。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】
技术介绍
本公开涉及光学传感器的校准，并且特别地涉及用于为了校准目的而向光学传感器提供多重辐射谱的方法和设备。在各种光学系统中，在光学传感器处从物体接收光信号，并且在光学传感器处获得光信号的测量结果以确定物体的特性。为了获得精确的测量结果，经常有必要使用一个或多个标准波长处的已知光子通量来校准光学传感器。一种用于提供标准波长处的光子通量的方法包括:将一个或多个黑体辐射器加热到所选温度；以及使用光学滤波器来选择波长。然而，使用黑体源来校准光学传感器提出了尺寸、重量和功率(SWaP)的挑战。首先，传统的黑体辐射器需要在使用于校准之前被加热比较长的时间，以便将黑体辐射器带到所选温度并且保持所选温度。传统的黑体源因此消耗了大量的功率。其次，传统的黑体源及其支持的光学结构通常体积大，并且使用它们中的一个或多个要求精确的光学机构，以将每个黑体发射光谱成像到经历校准的传感器上。第三，这样的黑体辐射器校准系统及其附随的光学机构通常笨重而麻烦。
技术实现思路
根据本公开的一个实施例，一种校准传感器的方法包括:向第一碳纳米管层施加第一电压以获得第一碳纳米管层的第一温度；使用导热层以提供与第一碳纳米管层的第一温度相关的基本上空间均匀的温度；在第二碳纳米管层处接收基本上均匀的温度；以及从第二碳纳米管层发射第一黑体辐射光谱以校准传感器。根据本公开的另一个实施例，一种用于校准传感器的设备包括:第一碳纳米管层，配置成响应于施加的第一电压而以第一温度生成热；导热层，配置成显著减少在第一碳纳米管层处生成的热的空间温度变化；以及第二碳纳米管层，配置成对空间均匀的温度下的热作出反应，以发射第一黑体辐射光谱来校准传感器。根据本公开的另一个实施例，一种校准传感器的方法包括:从加热到第一温度的薄膜结构中以选择的波长生成第一光子通量；使用生成的第一光子通量以选择的波长校准传感器；从加热到第二温度的薄膜结构中以选择的波长生成第二光子通量；以及使用第二光子通量以选择的波长校准传感器。通过本公开的技术实现了附加的特征和优点。本公开的其他实施例和方面被详细地描述于此，并且被认为是请求保护的本公开的一部分。为了更好地理解本公开的优点和特征，请参考说明书和附图。【附图说明】被视为本公开的主题被特别地指出，并且在说明书的结论处的权利要求书中清楚地进行了声明。从结合附图的以下详细描述中，本公开的前述以及其他特征和优点是明显的，在附图中:图1示出了根据示例实施例的用于检测光或光信号的示例光学系统；图2示出了如图1所示的示例校准设备的详细视图；图3示出了图2的示例薄膜结构的详细视图；图4图示了当施加电流到本公开的示例碳纳米管薄膜时用于实现平衡温度的反应时间；以及图5示出了一个表格，该表格图示了向图4的示例碳纳米管薄膜施加的电流和作为结果的碳纳米管薄膜的空间及时间平衡温度之间的关系。【具体实施方式】图1示出了根据示例实施例的用于检测光或光信号的示例光学系统100。光学系统100包括传感器102如光学传感器或光学检测器。在传感器102处检测从选择的物体或目标110沿着光路104传播的光或光信号。为了保持传感器的准确性，校准设备106可以移动到光路104中。在示例实施例中，光学系统100可以在感测模式中运行，在所述感测模式中，校准设备106可以定位在光学传感器102的光路104之外的第一位置A。光学系统100也可以在校准模式中运行，在所述校准模式中，校准设备106可以移动到光学传感器102的光路104中的第二位置B。一旦在光路104中，校准设备106就阻止了来自于物体110的光或光信号到达光学传感器102。然后可以操作校准设备106以向传感器102提供一个或多个校准波长处的光，以便校准传感器102。当校准设备106处在第二位置B时，滤波器112被示出为可以放置在校准设备106和传感器102之间。滤波器112可以允许与校准波长对应的所选波长窗口之内的光子通量到达传感器102，以便将传感器102校准到校准波长。在示例实施例中，波长窗口可以是约3微米至约5微米。图2示出了图1所示的示例校准设备106的详细视图。示例校准设备106可以包括薄膜结构200，该薄膜结构200提供扩展的表面区域，以便发射一定波长范围的光或光子。薄膜结构200可以通过支撑结构202来限制，该支撑结构202耦合到薄膜结构200的边缘。在示例实施例中，支撑结构202可以配置成在薄膜结构200的平面中施加轻微的向外力，以便保持薄膜结构200的大体上的平整表面。支撑结构202的末端203和204可以经由紧固装置205如螺丝、螺栓等耦合或紧固到单元206。当紧固到单元206时，末端203和204进一步耦合到杆210的上端212。杆210可以包括:上端212，用于经由支撑端203和204耦合到薄膜结构200 ;以及下端214，其在壳体220之内延伸。杆210可以在壳体220之内旋转，并且壳体220的致动器组件228可以用来使杆210并从而使薄膜结构200旋转经过选择的角Θ。校准设备106可以关于传感器102定向，使得杆210通过角Θ的旋转将薄膜结构200从第一位置(例如图1中的位置A)移动到第二位置(例如图1中的位置B)。代替地，校准设备106可以在第一位置和第二位置之间线性地移位。在各种实施例中，电线222和224可以穿过杆和/或壳体的内部到达支撑结构202。电线222可以沿着支撑结构202的右侧202R布置，以将电耦合提供到薄膜结构200的一个边缘。电线224可以沿着支撑结构202的左侧202L布置，以将电耦合提供到薄膜结构200的相对边缘。在远离支撑结构202的位置处，电线222和224可以耦合到可控电源230的相对极。因此，电流回路可以完成，以提供电流从电源230的正极通过电线222进入支撑结构202的右侧202R，穿过薄膜结构200进入支撑结构202的左侧202L的电线224，并且进入电源230的负极。各种电压可以经由可控电源230被提供到薄膜结构200。在不同的方面，施加电流到薄膜结构200增加了薄膜结构200的温度。在选择的温度下，薄膜结构200 —般发射具有特征黑体辐射光谱的光子，其中黑体辐射光谱包括特征波长，所述特征波长指示光谱的峰值发射并且与薄膜结构200的温度有关。通常，黑体辐射器发射的光子的总数，以及黑体辐射在所选波长范围之内发射的光子的数目，与其温度有关。当温度上升时，总光子通量和所选波长范围之内的光子通量也增长。操作员可以可以控制可控电源230处的电压或电流，以使选择的黑体辐射光谱在薄膜结构200处发射。然后可以在光学传感器102处测量所选波长范围之内的光子通量以校准光学传感器102。图3示出了图2的示例薄膜结构200的详细视图。在示例实施例中，薄膜结构200包括第一碳纳米管层302。第一碳纳米管层302可以包括一片碳纳米管，其一般被取向当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种校准传感器的方法，包括：向第一碳纳米管层施加第一电压以获得所述第一碳纳米管层的第一温度；使用导热层以提供与所述第一碳纳米管层的第一温度相关的基本上空间均匀的温度；在第二碳纳米管层处接收所述基本上均匀的温度；以及从所述第二碳纳米管层发射第一黑体辐射光谱以校准所述传感器。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·R·乔，布鲁斯·希拉诺，大卫·M·拉·科姆斯基，
申请(专利权)人：雷神公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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