[發明專利]一種沖擊溫度診斷系統的標定與驗證方法

有效

• 申請號: 201811487252.6
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN109596221B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 賀芝宇;賈果;張帆;黃秀光;謝志勇;王琛;熊俊;郭爾夫;方智恒;舒樺;董佳欽
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院上海激光等離子體研究所
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 31105 上海智力專利商標事務所(普通合伙)
• 代理人: 周濤<國際申請>=<國際公布>=<進入國

1.一種沖擊溫度診斷系統的標定與驗證方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟1，標定光路的建立：該標定光路依次包括標準光源(1)、第一透鏡(2)、靶室窗口(3)、第二透鏡(4)、第三透鏡(5)、反射鏡(6)、潛望系統(7)、第四透鏡(8)、窄帶通道濾片(9)和條紋相機(10)，所述第一透鏡(2)、靶室窗口(3)和第二透鏡(4)組成第一成像系統，所述第三透鏡(5)、反射鏡(6)、潛望系統(7)和第四透鏡(8)組成第二成像系統，所述第一成像系統、第二成像系統、窄帶通道濾片(9)和條紋相機(10)依次放置組成SOP測溫診斷系統，所述標準光源(1)的出光口置于光學系統前的物面位置，所述窄帶通道濾片(9)放置在條紋相機(10)的狹縫(101)前，

步驟2，利用所述步驟1中的SOP測溫診斷系統分別診斷標準光源(1)作為已知標準光源(A)及待測標準光源(B)的自發輻射發光，并采用所述條紋相機(10)分別記錄兩次標定過程中光源的自發輻射圖像，具體步驟為：將標準光源(1)選為已知標準光源(A)，將所述已知標準光源(A)置于SOP系統的物面，采集已知標準光源(A)經過SOP測溫診斷系統后條紋相機(10)在一定掃描時間內的自發輻射強度計數C_A；再將標準光源(1)選為待測標準光源(B)置于SOP系統的物面，采集待測標準光源(B)經過SOP測溫診斷系統后條紋相機(10)在一定掃描時間內的自發輻射強度計數C_B；

步驟3，利用所述步驟2中分別得到的兩種光源的自發輻射強度計數C_A、C_B，對應求得其輻射強度L_A、L_B，具體步驟為：由SOP測溫診斷系統光路可知待測標準光源(B)的自發輻射強度計數C_B的計算公式為已知標準光源(A)的輻射強度計數C_A的計算公式為其中下標A與B分別代表已知標準光源和待測標準光源，C為單個像素的自發輻射強度計數，L(λ)為輻射強度，t為有效發光時間，η與系統收集立體角有關，Φ(λ)為系統光譜響應函數，將C_B除以C_A，得到L_B(λ)關于L_A(λ)的函數關系，由于所述步驟2中記錄數據時采用的是條紋相機的動態掃描模式，所以每個像素點的有效發光時間均由t＝S_M/P給出，S_M表示相機掃描檔程，P表示檔程所對應的像素個數，由于標定過程中檔程和像素均已知，則認為t_A與t_B為常數，若已知L_A(λ)則根據公式計算出L_B(λ)，

步驟4，計算待測標準光源的溫度：根據普朗克黑體輻射理論，溫度為T的灰體的熱輻射能量可寫為則T可寫為其中，h、c、k分別為普朗克常數、真空光速與玻爾茲曼常數，ε為發射率，λ為通道波長，若采用所述窄帶通道濾片(9)為多通道濾片，則通過多通道擬合來獲得待測標準光源(B)的溫度，具體為，由多個通道的輻射強度值建立輻射強度L_B與波長λ的關系，采用普朗克公式對其進行非線性擬合，溫度T與發射率ε為擬合參數，通過最小二乘法擬合得到待測標準光源(B)的溫度T_B和發射率ε的值；若采用所述窄帶通道濾片(9)為單通道濾片，則已知L_B和λ后，可直接由普朗克公式計算獲得待測標準光源(B)的溫度T_B，將所獲得的待測標準光源(B)的色溫T_B與該光源的色溫標準值作對比，可求出實測值與標準值的偏差其中T_S表示出廠標準值；所述的標準光源色溫標準值為該光源出廠色溫已知參數，

步驟5，兩種色溫標準光源互相標定驗證SOP系統可靠性，將所述步驟2至步驟4中的已知標準光源(A)與待測標準光源(B)交換位置，將(B)作為已知標準光源，(A)作為待測標準光源，重復步驟2至步驟4，獲得待測標準光源(A)的色溫T_A與該光源已知出廠色溫參數作對比，并求出實測值與標準值的偏差所述SOP系統可靠性P定義為：驗證方法中所測得的溫度與標準值的偏差小于5％的概率，若可靠性達到85％以上，則認為該系統是可靠的，即其中T_M、T_S分別表示實測溫度值和出廠標準值，若分別以兩種色溫互為已知標準所測得標準光源色溫皆與出廠色溫參數相符較好，則驗證了該沖擊溫度診斷SOP系統的可靠性，表明利用該測溫診斷系統推算高溫是可信的。