[發明專利]紅外輻射計校準裝置及其校準方法

無效

• 申請號: 201110112097.1
• 申請日: 2011-05-03
• 公開（公告）號: CN102155994A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 岳文龍;閆曉宇;王學新;謝毅;李旭東;李燕;付建明
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第二〇五研究所
• 主分類號: G01J5/10
• 分類號: G01J5/10
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 趙振紅

技術領域

本發明屬于紅外光學計量領域，涉及一種對紅外輻射計的輻照度響應度進行校準的裝置及其校準方法。

背景技術

紅外輻射計的校準主要是針對紅外輻射計的輻照度響應度進行校準，使用已知輻射量值的紅外標準輻射源來校準紅外輻射計，獲得紅外輻射計的輸出值(如電壓值)與輸入輻射量之間的關系，該過程即是對紅外輻射計的校準。在其它技術條件相當時，紅外輻射計接收到的已知輻射量值越準確，由此得到的校準結果也就越準確。

國外一般采用如下描述的裝置來實施對紅外輻射計的校準，其方法是：紅外輻射源發出的紅外輻射經過次鏡(平面反射鏡)和球面反射鏡后，變成一束平行光，相當于一個遠距離紅外輻射源，通過改變黑體輻射源的溫度和光闌的孔徑，產生不同的紅外輻射量值，將紅外輻射計正對該輻射源的輸出端，即得到相應的輸出，從而達到校準的目的。此裝置和相應的校準方法的缺點是：該準直系統造成的像差將導致紅外輻射源的展寬，進而影響精確校準；難以對較大視場的紅外輻射計進行校準。

國內沒有專門的計量機構對紅外輻射計進行上述計量，而一般用戶在實際使用過程中則是采用將黑體輻射源近距離直接對準紅外輻射計進行校準，這樣，很難實現黑體輻射源的有效光闌清晰成像于紅外輻射計的視場中，從而影響校準的準確度。

發明內容

本發明針對現有技術存在的問題，提供一種校準精度高的紅外輻射計校準裝置及其校準方法。

為解決上述技術問題，本發明提供的紅外輻射計校準裝置包括紅外標準輻射源、紅外光學準直系統、信號接收系統和計算機，紅外標準輻射源包括標準黑體輻射源、調制器和精密光闌，所述紅外標準輻射源置于精密轉臺上，其中，精密光闌帶有集成在一個光闌盤上多個孔徑不同的光闌片；紅外光學準直系統含有平面反射鏡和離軸拋物面反射鏡，且均由各自對應的四維微調支架置于光學平臺上；所述信號接收系統包括具有不同探測范圍并溯源至低溫輻射計的多個標準探測器，各標準探測器通過相應的可升降底座固定在兩維可調平移臺上；被校紅外輻射計根據測量需要，置于所述紅外準直光學系統輸出端處的第一測量位置或與可控精密轉臺正對的第二測量位置；所述標準黑體輻射源發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所述調制器調制后，由紅外光學準直系統準直成平形光進入被校紅外輻射計或直接進入被校紅外輻射計，標準探測器通過兩維可調平移臺的移動進入第一測量位置或第二測量位置，并通過紅外光學準直系統接收或直接接收來自被選光闌片的紅外光束；所述計算機控制所述精密轉臺的角位移，采集對應標準探測器的輸出，根據被校紅外輻射計的輸出數組計算被校紅外輻射計的輻照度響應度曲線R_E并在屏幕上顯示。

由上述裝置而建立的紅外輻射計校準方法是通過以下步驟實現的：

第一步，通過所述計算機設置所述精密光闌的光闌片并記錄其孔徑值，根據被校紅外輻射計的視場角來選擇與其匹配的光闌片；

第二步，根據被校紅外輻射計的視場角確定接收方式，當被校紅外輻射計的視場角大于10mrad時，將被校紅外輻射計置于第二測量位置處，通過計算機控制所述精密轉臺順時針轉動一定角度，使紅外標準輻射源的輸出端對準被校紅外輻射計的輸入端，當被校紅外輻射計的視場角小于10mrad時，通過計算機控制所述精密轉臺逆時針轉動一定角度，使紅外標準輻射源的精密光闌處于紅外光學準直系統的焦面上；

第三步，將所述標準黑體輻射源的初始溫度設置到50℃，啟動被校紅外輻射計，使其直接接收來自紅外標準輻射源或者通過紅外光學準直系統準直后的紅外輻射，得到被校紅外輻射計的測量電壓V_s并記錄該值，然后，遮擋紅外標準輻射源的輸出，使被校紅外輻射計接收背景輻射，得到對應的背景電壓V_bg并記錄該值；

第四步，移開被校紅外輻射計，控制所述兩維可調平移臺移動，將所選擇的對應標準探測器于上一步被校紅外輻射計所在的位置，打開對應標準探測器的開關，以使對應標準探測器直接接收紅外標準輻射源的紅外輻射或經紅外光學準直系統準直后的紅外輻射，然后，遮擋紅外標準輻射源的輸出，使對應標準探測器接收背景輻射，通過計算機相繼采集對應標準探測器輸出的測量電壓V_dm和背景電壓V_dbg；

第五步，將所述標準黑體輻射源的溫度按照一個固定溫差進行升溫，并循環第三至第四步驟，直到被校紅外輻射計飽和為止；