[发明专利]一种通过衰减片组合使用提高标定准确度的方法

说明书

本发明公开了一种通过衰减片组合使用提高标定准确度的方法。根据经验：多个衰减片组合使用，透过率近似等于单个衰减片透过率之积，但实际测量透过率会与经验值存在偏差。利用几何光学的方法对其进行分析，获得理论值与经验值的相对偏差。对组合的衰减片透过率进行计量，使用“组合装置”的透过率进行标定。这样可以在衰减片数量有限的情况下，通过组合使用的方式，获得更多的非线性拐点参数，从而绘制出更精确的非线性修正曲线。

技术领域

本发明属于透过率测试领域，尤其涉及一种通过衰减片组合使用提高标定准确度的方法。

背景技术

烟雾气溶胶与人工气溶胶泛指固体粉尘凝集生产的雾状物，氮氧化物或碳氢化物经化学反应生成的二次污染物。烟雾光透过率被广泛应用于火灾检测、工业环保与军事领域。

日趋严格的安全要求和科技的迅速发展，使得烟雾光透过率测试方法需要不断丰富、改进。测试前的标定是透过率测试的基础，也是获得准确透过率数值的基础，是提高测试准确度的重要环节。在烟雾透过率测试等领域，透过率标定是测试必不可少的环节，也是影响测试精度的最重要环节之一。通常做法是使用计量过的单片衰减片进行标定，获得透过率与相对光强的对应关系节点。

发明内容

本发明公开了一种通过衰减片组合使用提高标定准确度的方法。测试系统通常采用激光、可见光、红外三个测试通道。透过率标定是测试中必不可少的重要环节，而使用衰减片标定是通用的可靠做法。本发明通过将多个衰减片组合使用，在衰减片数量不变的情况下，组合获得更多新的透过率,利用几何光学分析组合获得的透过率理论值与经验值的相对偏差。透过率标定可按照激光、红外、可见光的顺序依次进行标定。另外，利用组合获得的新的透过率，进行标定对透过率标定曲线进行修正、校准，可获得精度更高的透过率标定曲线。标定时，一般依次选取透过率为：1％、10％，20％，30％...90％(实际透过率以计量结果为准)的衰减片置于光路中进行标定，探测器可采用光敏电阻等。

附图说明

图1是本发明的标定光路示意图；

图2是本发明的单一衰减片的透射分量示意图；

图3是本发明的两个衰减片的一阶透射分量示意图；

图4是本发明的镜圈耦合示意图；

图5是本发明的单衰减片透过率标定示意图；

图6是本发明的利用衰减片组合分段插值出的透过率标定曲线；

图7是本发明的利用衰减片组合使用获得的透过率拟合曲线。

具体实施方式

在衰减片个数确定的情况下，为了获得更多的标定数据，可以利用衰减片组合的方式获得新的透过率。

1.组合衰减片的透过率经验值与理论值相对偏差分析

根据透过率的定义，衰减片的透过率等于衰减片的透射光强与入射光强的比值。

I_o为透射光强，I为入射光强，T为透过率。

根据经验，N片衰减片组合后的透过率T_e等于各个衰减片透过率之积，即：

但考虑到衰减片之间的存在光反射，实际的透过率不完全符合公式(2)。可以对衰减片之间的光反射做理论分析，定量计算出经验值与理论值之间的相对偏差。

首先对单衰减片进行分析，在垂直入射的情况下，衰减片的反射率ρ与吸收率g满足以下条件：

其中，n₁为环境的折射率，n₂为衰减片的折射率。