[发明专利]一种调光式红外辐射标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学红外辐射标定领域，特别涉及一种调光式红外辐射标定方法。

背景技术

红外辐射标定是目标红外辐射测量中关键一环，直接影响目标辐射测量精度。

红外辐射测量设备通常使用对黑体直接测量或通过平行光管对黑体测量，实现设备的辐射标定。标定过程中，黑体需要多次升温或降温，以满足设备对多个温度点响应曲线的标定。通常黑体升温或降温的温度稳定时间较长，造成设备标定时间较长，特别对于外场工作的设备，工作环境难以保证，适应性较差，在相同时间内获取的标定点数少，造成拟合响应曲线精度低，特别对线性度不好的区间误差更大。

发明内容

本发明需解决的技术问题是提供一种红外辐射标定方法，以减少红外辐射标定时间、提高标定精度，降低环境对红外辐射标定的影响。

为了解决上述问题，本发明提供一种调光式红外辐射标定方法，其采用的技术方案如下：

S1、将黑体置于平行光管的焦面处，调节平行光管与被标定设备的位置，使得黑体辐射经平行光管准直后能入射到被标定设备上；

S2、待黑体温度稳定后，记录黑体温度，并在调节变光阑通光面积的同时，利用被标定设备对黑体进行持续拍摄；

S3、测量被标定设备的响应，得到第一标定数据，所述第一标定数据包括黑体温度、变光阑的通光面积以及被标定设备对应的响应；

S4、改变黑体温度，重复步骤S2和S3，得到第二标定数据；

S5、根据第一标定数据或第二标定数据，绘制关于变光阑的通光面积与被标定设备对应响应值之间的曲线，得到第一曲线或第二曲线；

S6、根据第一标定数据和第二标定数据，计算关于第一曲线或第二曲线与目标曲线间的相关系数，所述目标曲线为入射到被标定设备的黑体辐射量与被标定设备响应的曲线；

S7、根据所述第一曲线或第二曲线以及所述相关系数，确定入射到被标定设备的黑体辐射量和被标定设备响应的曲线，完成标定。

优选的，所述步骤S6具体包括：

所述黑体辐射入射到被标定设备上的辐射量x与变光阑的通光面积S_h之间的关系为：

x＝B+Z_bS_z+HS_h

其中，B为被标定设备的固定输出，Z_b为变光阑辐射通量密度，H为黑体辐射通量密度，S_z为变光阑非通光面积，S_h为变光阑通光面积，且S_z+S_h＝S₀，S₀为变光阑的有效总面积；

则被标定设备的响应y与入射到被标定设备的黑体辐射量x在线性段内满足：

y-b＝kx

其中，b为常数，k为第一曲线或第二曲线与目标曲线间的相关系数，且对于两个温度的黑体，当光阑通光面积S_h相同时，H₁和H₂分别为不同温度时，黑体的辐射通量密度。

优选的，所述步骤S2中：所述变光阑为多个孔径的旋转圆盘光阑或可调整张角的光阑；

所述变光阑位于被标定设备的入瞳处，或者位于平行光管出瞳处，或者位于黑体的辐射腔体处。

优选的，在变光阑对应黑体的那一侧增加隔离层和/或增加变光阑的热容，使得变光阑恒温。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种调光式红外辐射标定方法，通过变光阑实现黑体辐射通光面积的大范围多点可调，从而改变入射到被标定设备的辐射量，提供多点标定数据，以便作出更符合实际响应、适应性更好的响应曲线，进而提高标定精度，且无须严格控制被标定设备的响应工作范围在线性区内；另外，本发明在整个操作过程中，只需要改变一次黑体温度，大幅度提高了标定速度，能有效去除背景和设备自身辐射及本地输出等影响，使设备响应曲线绘制更加精确，较好的适应外场红外辐射测量设备标定环境，特别是非实验室条件的大口径光学设备红外辐射外场标定。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明提供一种调光式红外辐射标定方法，其包括以下步骤：

S1、将黑体置于平行光管的焦面处，用来模拟无穷远处的物体；调节平行光管与被标定设备的位置，使得黑体辐射经平行光管准直后能入射到被标定设备上；

S2、待黑体温度稳定后，记录黑体温度，并在调节变光阑通光面积的同时，利用被标定设备对黑体进行持续拍摄；