[發(fā)明專利]一種共視場多波段輻射強度時變特性測量裝置

有效

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• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109655163B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設計）人: 石安華;韓冬;馬兆俠;柳森;梁世昌;劉培;馬平;梁日輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心超高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01J5/08
• 代理公司: 北京格允知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11609
• 代理人: 譚輝

本發(fā)明涉及一種共視場多波段輻射強度時變特性的測量裝置，包括用于限制測量視場的限光孔、用于改變傳輸角度的平凸透鏡、不同分光波長的多個45°分色鏡、用于透過不同波段的光的多個濾光片和用于進行光電轉(zhuǎn)換的多個探測器；限光孔和平凸透鏡同軸設置，并在其軸線方向上間隔設置有多個45°分色鏡，距離平凸透鏡最遠的所述分色鏡的反射和透射光路上均設置有一個濾光片和一個探測器；除去距離平凸透鏡最遠的所述分色鏡之外的任意所述分色鏡的反射光路上均增設有一個所述分色鏡，增設的所述分色鏡的反射和透射光路上均設置有一個濾光片和一個探測器。本發(fā)明中的裝置可以實現(xiàn)目標在紫外?近紅外波長范圍內(nèi)多個波段的輻射強度時變特性的共視場測量。

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于輻射測量技術(shù)領域，尤其涉及一種共視場多波段輻射強度時變特性測量裝置。

背景技術(shù)

超高速碰撞、高超聲速燃燒、高溫氣體流動等研究通常要通過測量碰撞火球、燃燒氣體及高溫氣流中的典型原子、分子、離子等在特征輻射波段的輻射強度的時變特性，來分析火球溫度、燃料燃燒效率、氣體的輻射特性等，以支持碰撞輻射建模、燃燒驗證分析、流場參數(shù)分析、超高速目標特性分析、高溫氣體的非平衡效應研究等。

輻射強度時變特性測量系統(tǒng)由輻射強度時變特性測量裝置、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)、標定系統(tǒng)等組成。輻射強度時變特性測量裝置實現(xiàn)測量視場、測量波段限定，并將目標的時變光輻射強度轉(zhuǎn)換為時變電信號；數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)完成測量裝置輸出電信號的采集、記錄和處理分析；標定裝置實現(xiàn)輻射強度與電信號的定量關(guān)系轉(zhuǎn)換。

目前普遍采用的輻射強度時變特性測量裝置有：(1)光纖+濾光片+探測器形式；(2)雙狹縫+濾光片+探測器形式；(3)透鏡/反射鏡+濾光片+探測器形式。

第一類輻射強度時變特性測量裝置采用一分多光纖，接收端為單頭，多路光纖并在一起，基本解決了多波段測量同視場問題，但由于光纖出光口出光直接通過濾光片再入射到探測器上，通過濾光片的入射光有相當大部分的入射角大于5°，超出了濾光片對入射光角度的限制要求，使得透過濾光片的光并非檢測給出的帶寬和透過率，使不需要的光照射到探測器上，而且大角度入射到探測器上的光與接近垂直入射的光的響應靈敏度也不同。此外，由于光纖和標定光源能量的限制，使得對探測器測量曲線范圍內(nèi)的值難以全量程標定。綜合造成測量數(shù)據(jù)的處理存在探測器實際測量波長范圍和光譜響應及濾光片光譜透過率的不確定、標定曲線不全覆蓋測量量程等問題。

第二類和第三類輻射強度時變特性測量裝置基本解決了標定曲線不全覆蓋測量量程等問題，但各波段測量視場不同，而且同樣沒有考慮入射光照射到濾光片上和照射到探測器上的入射角等問題，綜合造成測量數(shù)據(jù)的處理存在探測器實際測量波長范圍和光譜響應及濾光片光譜透過率的不確定、各波段測量視場不同等問題，使得數(shù)據(jù)誤差較大和做數(shù)據(jù)相關(guān)性分析困難。

綜上，這三類測量裝置測量數(shù)據(jù)處理過程中，沒有考慮這些問題的影響，使得數(shù)據(jù)可信度不保證。

因此，需要提供一種既滿足視場相同、照射到濾光片和探測器上的入射角小又能滿足全量程標定的共視場多波段輻射強度時變特性測量裝置。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種同視場、小入射角又能滿足全量程標定的共視場多波段輻射強度時變特性測量裝置。