本发明专利技术属于光学计量测试技术领域，公开了一种基于高温黑体的光谱辐射计绝对辐射定标装置，其包括：高温黑体和光学成像系统，光学成像系统包括第一平面反射镜、离轴抛物镜、第二平面反射镜、光谱辐射计；高温黑体发出的光谱辐射信号经平面反射镜反射后到达离轴抛物镜后，输出平行光经平面反射镜反射后，由光谱辐射计接收，进行信号采集和处理，给出测量结果；通过调节高温黑体的温度，得到不同温度下的光谱辐射亮度。本发明专利技术满足光谱辐射计绝对辐射定标测量需求。标测量需求。标测量需求。
【技术实现步骤摘要】
一种基于高温黑体的光谱辐射计绝对辐射定标装置
[0001]本专利技术属于光学计量测试
，涉及一种光谱辐射计绝对辐射定标装置，尤其涉及一种基于高温黑体的光谱辐射计绝对辐射定标装置及标准源数据库和光谱辐射计绝对辐射定标数据库的建立。
技术介绍
[0002]随着空间遥感技术的发展，紫外、可见、红外遥感在大气物理、环境科学、气象学、目标/背景信息等方面有重要应用，光谱辐射计有着不可替代的作用，光谱辐射计包括从紫外到远红外的各类光谱辐射计。广泛用于光源光谱辐射亮度、色温、色坐标等参数的测量，具备其测量速度快，测量精度高等优势，在以上领域得到大量应用。
[0003]由于光谱辐射计要完成目标的探测与辐射特性测量，因此光谱辐射计在研制过程及外场使用前需要对其进行精确的辐射定标，同时对光谱辐射计的定标精度也提出了更高的要求。
[0004]目前红外光谱辐射计定标通常采用通过已知标准光谱辐射特性黑体的测量结果，实现仪器输出信号向辐射信号的转换，如专利《一种2～14μm红外光谱辐射计的辐射定标方法》，该专利提出了分区多点标定的辐射定标方法，但该方法不适用0.7μm～1.8μm波段光谱辐射计标定。
[0005]在可见到近红外波段光谱辐射计标定多采用标准漫反射法和积分球法，如中国激光上《空间紫外遥感光谱辐射计光谱辐亮度定标三种方法的比较》，专利《近紫外到近红外光谱辐射计及其定标方法以及测量积分球光源光谱辐射亮度的方法》，但该方法没有考虑辐射温度的影响，当辐射温度从低到高变化时，其光谱辐射亮度的峰值会向短波方向移动，同时设备的增益倍数也会改变定标结果。不同光谱辐射亮度的分布对红外设备的绝对辐射定标影响很大，同时设备的增益倍数也会改变定标结果。因此对各类红外光谱辐射计的绝对辐射定标需要建立定标数据库，实际测试时根据定标条件选择对应的定标数据方可获得高精度的测试。
[0006]目前尚未看到光谱辐射计在0.7μm～1.8μm波段采用高温黑体法进行定标且建立数据库方法的相关报道。
技术实现思路
[0007](一)专利技术目的
[0008]本专利技术的目的是：针对光谱辐射计绝对辐射定标测量需求，提供了一种基于高温黑体的光谱辐射计绝对辐射定标装置及标准源数据库和光谱辐射计绝对辐射定标数据库的建立。
[0009](二)技术方案
[0010]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于高温黑体的光谱辐射计绝对辐射定标装置，其包括：高温黑体(1)和光学成像系统，光学成像系统包括第一平面反射镜(2)、离
轴抛物镜(3)、第二平面反射镜(4)、光谱辐射计(5)；高温黑体(1)发出的光谱辐射信号经平面反射镜(2)反射后到达离轴抛物镜(3)后，输出平行光经平面反射镜(4)反射后，由光谱辐射计(5)接收，进行信号采集和处理，给出测量结果；通过调节高温黑体(1)的温度，得到不同温度下的光谱辐射亮度。
[0011]其中，所述高温黑体为(1)为1273K～3100K高温黑体。
[0012]其中，所述高温黑体(1)由石墨管黑体腔、控温辐射温度计、温控器、电源、控制箱柜组成，作为标准辐射源，提供1273K～3100K的辐射标准。
[0013]其中，定标装置工作时，打开高温黑体(1)待到设定的温度并稳定后开始测试，高温黑体(1)辐射光谱辐射信号，由光谱辐射计(5)的入射狭缝处接收。
[0014]本专利技术还提供一种基于高温黑体的光谱辐射计绝对辐射定标数据库建立方法，其中，数据库建立方法依据上述的基于高温黑体的光谱辐射计绝对辐射定标装置进行，包括建立标准黑体源定标用数据库和光谱辐射计绝对辐射定标结果数据库。
[0015]其中，标准黑体源定标用数据库的建立过程为：在暗室环境下，将高温黑体(1)和光谱辐射计(5)放置在定标装置标定光路中，其中高温黑体(1)用于提供不同温度下标准光谱辐射亮度输出，光谱辐射计(5)用于光谱辐射亮度的测量；对光谱辐射计(5)和高温黑体(1)进行通电预热，设置黑体辐射温度T
i
，待高温黑体(1)温度稳定后，根据标准黑体发射率和辐射温度计算温度T
i
下的光谱辐射亮度，将该值作为整个系统的输入标准值的标准源数据库；按照上述过程得到下个温度点T
i+1
标准黑体的光谱辐射亮度，根据不同温度条件建立标准源数据库。
[0016]其中，标准黑体源定标用数据库的建立过程中，T
i+1
＝T
i
+
△
T，
△
T＝20K，根据普朗克公式计算红外光谱辐射标准源从1273K～3100K间隔20K下每个辐射温度对应的一组红外光谱辐射亮度，建立标准黑体源定标用数据库。
[0017]其中，计算高温黑体的红外光谱辐射亮度的普朗克公式为：
[0018][0019]c1、c2是普朗克常数，通过对高温黑体温度T、发射率ε的准确测试，计算获得高温黑体在温度为T时的光谱辐射亮度。
[0020]其中，光谱辐射计绝对辐射定标结果数据库的建立过程为：打开光谱辐射计(5)，对光谱辐射计(5)初始参数进行设置，设置光谱辐射计(5)入射狭缝d，积分时间t，在辐射温度T
i
下，对高温黑体(1)的光谱辐射亮度进行测试，将该值作为标准值输入光谱辐射计绝对辐射定标结果数据库；按照上述过程得到光谱辐射计在下个温度点T
i+1
的光谱辐射亮度绝对辐射定标结果，根据不同温度及标定条件等建立光谱辐射计绝对辐射定标结果数据库；T
i+1
＝T
i
+
△
T，
△
T＝20K。
[0021](三)有益效果
[0022]上述技术方案所提供的基于高温黑体的光谱辐射计绝对辐射定标装置，有益效果体现在以下几个方面：
[0023](1)通过一个离轴抛物镜和两个平面反射镜组成的光学成像系统，将在不同温度下的光谱辐射信号由光谱辐射计接收；
[0024](2)建立了标准源数据库，根据普朗克公式，计算高温黑体从1273K～3100K间隔
20K下每个辐射温度对应的一组光谱辐射亮度，提供了标准黑体源定标用数据库，实现光谱辐射亮度高准确量值的复现。
[0025](3)建立了光谱辐射计绝对辐射定标结果数据库，实现光谱范围覆盖0.7μm～5μm、1273K～3100K温度范围内、间隔20K条件下光谱辐射计在不同状态下光谱辐射亮度的标定。
附图说明
[0026]图1是本专利技术基于高温黑体的光谱辐射计绝对辐射定标装置的组成示意图。
[0027]图2是本专利技术标准源数据库建立的流程图。
[0028]图3是本专利技术光谱辐射计绝对辐射定标结果数据库建立的流程图。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。
[0030]如图1所示，本实施例基于高温黑体的光谱辐射计绝对辐射定本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于高温黑体的光谱辐射计绝对辐射定标装置，其特征在于，包括：高温黑体(1)和光学成像系统，光学成像系统包括第一平面反射镜(2)、离轴抛物镜(3)、第二平面反射镜(4)、光谱辐射计(5)；高温黑体(1)发出的光谱辐射信号经平面反射镜(2)反射后到达离轴抛物镜(3)后，输出平行光经平面反射镜(4)反射后，由光谱辐射计(5)接收，进行信号采集和处理，给出测量结果；通过调节高温黑体(1)的温度，得到不同温度下的光谱辐射亮度。2.如权利要求1所述的基于高温黑体的光谱辐射计绝对辐射定标装置，其特征在于，所述高温黑体为(1)为1273K～3100K高温黑体。3.如权利要求2所述的基于高温黑体的光谱辐射计绝对辐射定标装置，其特征在于，所述高温黑体(1)由石墨管黑体腔、控温辐射温度计、温控器、电源、控制箱柜组成，作为标准辐射源，提供1273K～3100K的辐射标准。4.如权利要求3所述的基于高温黑体的光谱辐射计绝对辐射定标装置，其特征在于，定标装置工作时，打开高温黑体(1)待到设定的温度并稳定后开始测试，高温黑体(1)辐射光谱辐射信号，由光谱辐射计(5)的入射狭缝处接收。5.一种基于高温黑体的光谱辐射计绝对辐射定标数据库建立方法，其特征在于，所述数据库建立方法依据权利要求4所述的基于高温黑体的光谱辐射计绝对辐射定标装置进行，包括建立标准黑体源定标用数据库和光谱辐射计绝对辐射定标结果数据库。6.如权利要求5所述的基于高温黑体的光谱辐射计绝对辐射定标数据库建立方法，其特征在于，标准黑体源定标用数据库的建立过程为：在暗室环境下，将高温黑体(1)和光谱辐射计(5)放置在定标装置标定光路中，其中高温黑体(1)用于提供不同温度下标准光谱辐射亮度输出，光谱辐射计(5)用于光谱辐射亮度的测量；对光谱辐射计(5)和高温黑体(1)进行通电预热，设置黑体辐射温度T
i
，待高温黑体(1)温度稳定后，根据标准黑体发射率和辐射温度计算温度T
i
下...
【专利技术属性】
技术研发人员：李燕，卢飞，袁良，袁林光，董再天，赵俊诚，范纪红，尤越，
申请(专利权)人：西安应用光学研究所，
类型：发明
国别省市：
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