【技术实现步骤摘要】
一种常温黑体辐亮度参数校准装置及测量方法
本专利技术属于常温黑体辐亮度参数
,尤其涉及的是一种常温黑体辐亮度参数校准装置及常温黑体辐亮温测量方法。
技术介绍
由于常温黑体辐射温度测量的传统方法是直接使用多个接触式铂电阻温度计测量黑体腔的温度作为黑体的实际辐射温度,但由于黑体腔实际发射率、温度梯度、温度分布均匀性以及接触式温度测量的缺陷等因素导致黑体腔测量温度与实际辐射温度之间存在不少误差,这势必对黑体的校准精度带来一些误差。目前,国内对红外波段的辐亮度的校准,主要采用的是标准黑体辐射源法。标准黑体辐射源法研究的核心是精确测量基准黑体的辐射温度和有效发射率,通过普朗克辐射公式,计算得到被测对象的辐亮度参数。该种方法是目前最为普遍的方法,其中国外的NPL、PTB、NIST实验室,还有国内的中国科学计量院、中国科学院安徽光机所、中国科学院长春光机所都采用此方法进行辐亮度参数定标的研究。尽管随着金属凝固点黑体技术和红外测试技术的发展,黑体的辐射温度和发射率实现了高准确度的测量;然而,黑体的有效发射率与其工作波长、温度、结构、涂层等多种因素有关,使用时间的累积和使用环境的变化都可能给发射率参数带来持续的变化,这是影响黑体和红外系统辐射参数定标精度的重要因素。因此包括中国在内大多数国家都不具备实验室测量黑体发射率的成熟条件。由于金属凝固点黑体通常被作为基准黑体,而普通的工作标准黑体的辐射温度是通过铂电阻温度计来测量,由于铂电阻温度计测量得到温度通常与黑体的辐射温度存在一定的差异,差值一般在0.2K以上,随着黑体工作温度的升高,差值能达到6K以上。因此,采用标准黑 ...
【技术保护点】
一种常温黑体辐亮度参数校准装置,其特征在于,由第一装置和第二装置构成,所述第一装置包括:激光器、用于将激光器的激光分为两路的分光片、用于测量激光波长的光波长计、激光功率稳定器、空间滤波器、红外积分球、位移导轨、低温辐射计和红外辐亮度探测器;其中激光功率稳定器、空间滤波器、红外积分球、位移导轨、低温辐射计、红外辐亮度探测器均在隔热暗室中;激光器分别采用He‑Ne激光器和CO2激光器,其输出的激光经分光片分光后,一路通过光波长计测量激光器的实际波长,另一路经激光功率稳定控制器和空间滤波器的光束整形后进入低温辐射计,低温辐射计准确测量入射激光的功率为响应功率,然后将红外辐亮度探测器移入主光路,记录下此时红外辐亮度探测器的的响应电压,通过绝对光谱响应率的定义公式得到红外辐亮度探测器的绝对光谱响应率,实现3.39μm和10.6μm两个波长点的红外辐亮度探测器的绝对光谱响应率的测量;所述第二装置为红外探测器相对光谱响应校准装置,通过红外探测器相对光谱响应校准装置对从第一装置中取出的红外辐亮度探测器的相对光谱响应率进行测量。
【技术特征摘要】
1.一种常温黑体辐亮度参数校准装置,其特征在于,由第一装置和第二装置构成,所述第一装置包括:激光器、用于将激光器的激光分为两路的分光片、用于测量激光波长的光波长计、激光功率稳定器、空间滤波器、红外积分球、位移导轨、低温辐射计和红外辐亮度探测器;其中激光功率稳定器、空间滤波器、红外积分球、位移导轨、低温辐射计、红外辐亮度探测器均在隔热暗室中;激光器分别采用He-Ne激光器和CO2激光器,其输出的激光经分光片分光后,一路通过光波长计测量激光器的实际波长,另一路经激光功率稳定控制器和空间滤波器的光束整形后进入低温辐射计,低温辐射计准确测量入射激光的功率为响应功率,然后将红外辐亮度探测器移入主光路,记录下此时红外辐亮度探测器的的响应电压,通过绝对光谱响应率的定义公式得到红外辐亮度探测器的绝对光谱响应率,实现3.39μm和10.6μm两个波长点的红外辐亮度探测器的绝对光谱响应率的测量;所述第二装置为红外探测器相对光谱响应校准装置,通过红外探测器相对光谱响应校准装置对从第一装置中取出的红外辐亮度探测器的相对光谱响应率进行测量。2.一种利用如权利要求1所述的常温黑体辐亮度参数校准装置进行常温黑体辐亮温测量方法,其特征在于,激光器分别采用He-Ne激光器和CO2激光器,其输出的激光经分光片分光后,一路通过光波长计测量激光器的实际波长;另一路经激光功率稳定控制器和空间滤波器的光束整形后进入低温辐射计,低温辐射计准确测量出入射激光的功率为响应功率,然后将红外辐亮度探测器移入主光路,记录下此时红外辐亮度探测器的响应电压,然后通过绝对光谱响应率的定义公式得到红外辐亮度探测器的绝对光谱响应率,即实现了3.39μm和10.6μm两个波长点的红外辐亮度探测器的绝对光谱响应率的测量;然后通过红外探测器相对光谱响应校准装置对所述红外辐亮度探测器的相对光谱响应率进行测量,结合上述在3.39μm和10.6μm两个波长点的红外辐亮度探测器的绝对光谱响应率,再通过公式运算得到3.39μm、10.6μm、3μm-4μm和10μm-11μm波长下该红外辐亮度探测器测量的辐亮度响应度;当黑体设定为某一温度时,将黑体和红外辐亮度探测器设于隔热暗室中,采用红外辐亮度探测器直接测量,得到黑体的实际测量辐亮度,再通过普朗克公式推导出公式(1)、(2):
【专利技术属性】
技术研发人员:刘红元,史学舜,刘长明,刘红博,庄新港,应承平,王恒飞,张鹏举,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第四十一研究所,
类型:发明
国别省市:山东,37
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