[發明專利]一種級聯式紅外輻射測量系統標定方法

在審

• 申請號: 201910462240.6
• 申請日: 2019-05-30
• 公開（公告）號: CN112013970A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 余毅;蔡立華;張濤;李周
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01J5/52
• 分類號: G01J5/52
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 吳乃壯

1.一種級聯式紅外輻射測量系統標定方法，其特征在于，該標定方法所用裝置包括紅外系統、置于所述紅外系統內部的腔型黑體、以及置于所述紅外系統的外部的面源黑體；對所述腔型黑體進行標定時，所述腔型黑體的輻射經過后光學系統到達紅外探測器，對所述面源黑體進行標定時，所述面源黑體的輻射依次經過前光學系統和后光學系統到達紅外探測器，該標定方法包括：

S1，將所述腔型黑體的輻射引入所述紅外系統，通過調節所述腔型黑體的工作溫度對第一系統進行中、高溫段的輻射內標定，根據腔型黑體不同工作溫度下的輻射亮度和紅外探測器輸出的灰度值計算所述第一系統的平均響應率和平均響應偏置，其中，所述第一系統由后光學系統和紅外探測器組成；

S2，將所述腔型黑體的輻射引出所述紅外系統，將所述面源黑體的口徑覆蓋所述紅外系統的入瞳，通過調節所述面源黑體的工作溫度對第二系統進行中、低溫段的輻射外標定，根據面源黑體不同工作溫度下的輻射亮度和紅外探測器輸出的灰度值計算所述第二系統的平均響應率和平均響應偏置，其中，所述第二系統由前光學系統、后光學系統和紅外探測器組成；

S3，根據所述第一系統的平均響應率、平均響應偏置以及所述第二系統的平均響應率、平均響應偏置計算前光學系統的平均響應率和雜散輻射亮度；

S4，根據所述前光學系統的平均響應率和雜散輻射亮度對腔型黑體不同工作溫度下的輻射亮度進行修正，以獲取第二系統在中、高溫段的輻射亮度；

S5，根據所述第二系統在中、高溫段的輻射亮度以及紅外探測器輸出的對應的灰度值重新計算所述第二系統的平均響應率和平均響應偏置，進而得到所述第二系統在中、高溫段的等效標定方程。

2.如權利要求1所述的級聯式紅外輻射測量系統標定方法，其特征在于，在步驟S1中，所述“根據腔型黑體不同工作溫度下的輻射亮度和紅外探測器輸出的灰度值計算所述第一系統的平均響應率和平均響應偏置”的步驟包括：

S11，建立內標定模型，所述內標定模型為G＝B_n+R_n·L(T_p)，其中，G為紅外探測器輸出的灰度值，L(T_p)為腔型黑體的輻射亮度，T_p為腔型黑體的工作溫度；

S12，將腔型黑體不同工作溫度下的輻射亮度和紅外探測器輸出的灰度值輸入所述內標定模型中，計算所述第一系統的平均響應率R_n和平均響應偏置B_n。

3.如權利要求2所述的級聯式紅外輻射測量系統標定方法，其特征在于，在步驟S11中，所述腔型黑體的輻射亮度L(T_p)的計算公式為：

其中，λ為波長，L_p(λ)為波長在λ₁～λ₂范圍內的光譜輻射亮度，r_p(λ)為歸一化后得到的紅外系統相對光譜的響應函數，其中R_λ為紅外系統對波長λ單色輻射的響應率，R_λ，max為紅外系統對波長λ_max單色輻射的響應率。

4.如權利要求2所述的級聯式紅外輻射測量系統標定方法，其特征在于，在步驟S2中，“根據面源黑體不同工作溫度下的輻射亮度和紅外探測器輸出的灰度值計算所述第二系統的平均響應率和平均響應偏置”的步驟包括：

S21，建立外標定模型，所述外標定模型為G＝B_w+R_w·L(T_q)，其中，G為紅外探測器輸出的灰度值，L(T_q)為面源黑體的輻射亮度，T_q為面源黑體的工作溫度；

S22，將面源黑體不同工作溫度下的輻射亮度和紅外探測器輸出的灰度值輸入所述外標定模型中，計算所述第二系統的平均響應率R_w和平均響應偏置B_w。