[發明專利]一種輻射計校準用光源系統

在審

• 申請號: 201910977230.6
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110657886A
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 李超辰;鄧玉強;孫青
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: G01J1/08
• 分類號: G01J1/08;G01J3/10;G01J5/08
• 代理公司: 11021 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 李佳

一種輻射計校準用光源系統，用于輻射熱計、輻射式熱流計、總輻射表、全光譜輻射計、輻射傳感器等在高色溫高輻照度條件下的標定和校準，包括：輻射光源、輻射光源連接件、反射內殼、結構外殼、后法蘭、前法蘭、輻射調節器、導光內臂、導光外臂、開關擋板和冷卻管路。輻射光源發出光輻射，通過反射內壁收集輻射光源發出的光輻射，向前會聚輻出；通過導光內臂將光輻射導出并使輻射光場空間均勻化，通過輻照調節器調節輻照度和輻照光譜；在反射內殼、反射外殼之間留有間隙，通過冷媒冷卻。本發明可提供高色溫下50kW/m²以上的均勻輻照場，具有輻射照度高、輻照場均勻性好、高能效和無背景輻射干擾等優點，可拓展輻射計校準量限并提高準確度。

技術領域

本發明涉及光輻射計量技術領域，尤其涉及一種輻射計校準用光源系統，用于輻射熱計、輻射式熱流計、總輻射表、全光譜輻射計、輻射傳感器等輻射計的標定校準。

背景技術

輻射計是用來測量輻射度的測量儀器，包括輻射熱計、輻射式熱流計、總輻射表、全光譜輻射計、輻射傳感器等。在勞動衛生、高溫作業、采暖通風、太陽發電、采礦冶金、航空航天、氣象觀測、地球輻射平衡監測等領域應用廣泛。為保障輻射計的量值準確可靠，需對輻射計進行計量校準。

輻射計校準用光源的光譜、輻照度、輻照場空間均勻性和背景輻射，是影響計量校準結果的重要因素。為使計量校準結果準確可靠，校準用光源應當具有以下特性：1.接近輻射計實際使用場景的光譜；2.達到或超越輻射計實際使用場景的輻照度；3.良好的空間均勻性；4.盡量小的背景輻射干擾。從而避免由輻射計自身的光譜吸收帶寬、線性、空間復位精度和背景輻射干擾引起的校準誤差。

傳統的輻射計校準用光源，主要包括激光、黑體爐、標準燈、太陽模擬器、石墨、電熱絲等。各輻射計校準用光源在光譜、輻照度、空間均勻性、背景輻射干擾方面的特性如圖1所示，圖1為傳統輻射計校準用光源特性比較的示意圖。激光輻照度大，準直性好，但是波段窄、輻射面積較小且輻射光場不均勻；黑體輻射源波段寬，但色溫偏低，主要用于紅外測溫等方面；光強標準燈色溫一般在2000K左右，光輻射場向四周空間發散，均勻性一般，輻照度較小；太陽模擬器具有良好的準直性與均勻性，但輻照度約1kW/m²，且難以提升，譜線在紅外區與黑體輻射曲線相差大，一般只適用于校準響應光譜小于3000nm的太陽輻射表或標準太陽電池；石墨與電熱絲輻照度大，但在空氣中使用時易氧化，一般在低色溫下工作，且使用時易產生強烈的背景輻射干擾，影響校準結果的準確度。

近年在航空、航天、冶金和消防等領域，高色溫條件下的高輻照度輻射計計量需求日益增長。然而，目前傳統的輻射計校準用光源普遍采用光強標準燈校準，光譜輻照度低，光場均勻性一般，難以同時滿足高輻照度和高空間均勻性的要求，限制了輻射計的校準量程上限和校準結果的不確定度，對輻射計在高色溫高輻照場景使用時的量值準確造成阻礙。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種輻射計校準用光源系統，以滿足高輻照度和高空間均勻性的要求，使被校輻射計能夠準確應用于高色溫高輻照場景，提高校準準確度。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明提供了一種輻射計校準用光源系統，包括：

一輻射光源110，用于產生光輻射和熱輻射；

一輻射光源連接件120，連接于所述輻射光源110，用于為所述輻射光源110提供機械支撐，并提供熱隔絕或冷卻；

一電源130，連接于所述輻射光源110，用于給所述輻射光源110供電；

一反射內殼210，具有前開口、后開口和內壁，所述前開口作為光輻射出口，所述后開口用于放置所述輻射光源110，所述內壁為拋光反射面，用于將所述輻射光源110產生的輻射向前端會聚輻出；