基于标准面源黑体的红外辐射计标定方法

摘要

本发明公开了一种基于标准面源黑体的红外辐射计比例常数标定方法，属于红外光学辐射领域。该标定方法针对目前红外辐射计斩波器喷涂高发射率黑漆和带有四个温度探头的特点，在斩波器温度与内置控温参考黑体温度相等时采集信号，避免斩波器的附加辐射进入探测器，此外，还要求在采集信号时，环境温度、壳体内部温度与斩波器温度相等，使得环境、壳体与斩波器之间的辐射动态平衡，这样就可以消除斩波器、壳体内部以及环境等附加辐射的影响。另外，该标定方法还在常用环境温度范围内进行了多个温度点的标定，弥补了传统方法中以一个温度点标定而代替多个温度点进行标定的以点带面的不足之处。与传统方法相比，这种红外辐射计比例常数标定方法的精度更高。

主权项

1.一种基于标准面源黑体的红外辐射计标定方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：第一步、把红外辐射计和标准面源黑体(3)按5cm至10cm的间距放到精密光学平台(2)上，把红外辐射计的输出端、精密测温仪(1-7)和可见光CCD瞄准组件(1-2)均与计算机(5)相连；打开标准面源黑体(3)、计算机(5)和红外辐射计各自的电源；调整红外辐射计的三维调节机构(1-9)，直至CCD瞄准组件(1-2)的内置十字对准标准面源黑体(3)的中心十字线；再微调红外辐射计与标准面源黑体(3)的间距，使标准面源黑体(3)的像充满计算机(5)的显示器；在计算机(5)的界面上输入相关已知参数；第二步、当环境温度达到设定标定温度T_EN且标准面源黑体(3)的温度达到设定温度T_STBB并稳定后，控制所述计算机(5)的数据采集卡(4)连续采集所述精密测温仪（1-7)四个温度探头的测量值，即环境温度T_EN、斩波器温度T_CH、内置控温参考黑体温度T_IBB、红外辐射计内部壳体温度TIN，并显示在计算机(5)的显示器上；第三步、当环境、斩波器、内置控温参考黑体和红外辐射计内部壳体温度相等即T_EN=T_CH=T_IBB=T_IN时，将上述温度值缓存在计算机(5)的存储器中并控制所述计算机(5)的数据采集卡(4)停止采集温度数据；控制所述计算机的采集卡(4)采集红外辐射计当前输出的一个电压值V，将该电压值V存储在计算机(5)的存储器中并显示在计算机(5)的显示器上；第四步、控制所述计算机(5)按照以下公式计算红外辐射计在环境温度T_EN时的比例常数K：$K=V/\{{\int }_{{\lambda }_1}^{{\lambda }_2}{ϵ}_{\mathrm{STBB}}\times [{\int }_{{\lambda }_1}^{{\lambda }_2}\frac{c_1}{{\lambda }^5}\frac{1}{e^{c_2/{\mathrm{\lambda T}}_{\mathrm{STBB}}}-1}\mathrm{d\lambda }-{\int }_{{\lambda }_1}^{{\lambda }_2}\frac{c_1}{{\lambda }^5}\frac{1}{e^{c_2/{\mathrm{\lambda T}}_{\mathrm{EN}}}-1}\mathrm{d\lambda }\left]\mathrm{d\lambda }\right\}$其中：c₁为第一辐射常数；c₂为第二辐射常数；e为自然对数体系中的底数；λ₁为红外辐射计测量光谱的下限；λ₂为红外辐射计测量光谱的上限；ε_STBB为标准面源黑体的发射率；上述参数均为已知参数；第五步、控制所述计算机(5)存储此环境温度T_EN时的比例常数K；第六步、设置不同的环境温度，重复第一步至第五步，直到所需要标定的温度范围值全部标定完为止；第七步、控制所述计算机(5)将所需要的标定温度范围值内的所有比例常数K与各环境温度T_EN之间的关系以表格形式输出并送给打印机。