[发明专利]一种用于长波红外光学系统的低温标定系统

说明书

本发明实施例公开了一种用于长波红外光学系统的低温标定系统。该长波红外光学系统的低温标定系统包括具有温度传感器的低温腔型黑体，保温隔热层，具有密封保护玻璃、第一反射镜和第二反射镜的平行光管，充氮密封管，待标定的光学系统和具有温度控制器的上位机。本发明实施例所提供的用于长波红外光学系统的低温标的系统能够针对长波红外系统的响应特性进行全温度范围(即‑50℃～50℃)标定的系统且具有成本低、体积小、功耗小、升降温速度快等特点，可有效地提高长波红外系统的标定效率及标定精度。

技术领域

本发明涉及进行红外光学系统的标定的技术领域，具体涉及一种用于长波红外光学系统的低温标定系统。

背景技术

近年来，红外光学系统已经广泛地应用于成像、测量等领域。因为红外相机成像天然具有不均匀性，所以必须对其所有像素的不均匀性进行校正，才能实现良好的成像效果。不均匀性校正的过程需要计算相机各像素的响应，进而修正其不均匀性。为了进行目标红外特性的测量，也需要计算各像素的响应，进而计算某成像灰度值下目标亮度、等效温度等参数。目前，对红外光学系统进行标定的标定系统一般使用面源黑体，面源黑体的辐射面必须大于光学系统的入瞳。根据不同面源黑体辐射面的大小，其工作温度范围在室温～1200℃之间。

标定系统对波长为3.7μm～4.8μm的中波红外和波长为0.9μm～1.7μm的短波红外都具有良好的效果。由于长波红外的响应波段针对的温度范围有相当一部分在摄氏零度以下(-50℃～50℃)，因此，对于波长为7.7μm～9.3μm的长波红外，类似的常温或高温标定系统无法对长波红外系统进行完整标定。

传统的解决思路是采用低温面源黑体，但制造大尺寸的低温面源黑体技术难度高，需要涉及制冷机、循环机等一系列设备。进一步地，现有的针对长波红外的标定系统存在价格高、体积大、功耗大、可靠性差、维护困难、升降温速度慢、辐射面工作温度低于室温易产生冷凝滴水等现象。上述困难及现象极大地限制了低温面源黑体的应用，造成了长波红外系统低温段标定数据缺失，仅能靠常温段数据外推，因此数据精度差。

因此，针对现有的用于长波红外光学系统的标定系统所存在实现技术难度大、价格高、体积大、功耗大、升降温速度慢等一系列问题，有必要提出一种能够针对长波红外系统的响应特性进行全温度范围(即-50℃～50℃)标定的系统且具有成本低、体积小、功耗小、升降温速度快等特点。

发明内容

针对现有的用于长波红外光学系统的标定系统所存在实现技术难度大、价格高、体积大、功耗大、升降温速度慢等一系列问题，本发明实施例提出一种用于长波红外光学系统的低温标的系统。该用于长波红外光学系统的低温标的系统能够针对长波红外系统的响应特性进行全温度范围(即-50℃～50℃)标定的系统且具有成本低、体积小、功耗小、升降温速度快等特点，可有效地提高长波红外系统的标定效率及标定精度。

本发明实施例中提供的一种用于长波红外光学系统的低温标定系统的具体方案如下：一种用于长波红外光学系统的低温标定系统，包括：低温腔型黑体，作为光辐射源；平行光管，与所述低温腔型黑体连接，将所述低温腔型黑体所发射的光转换成平行出射光；所述平行光管包括：第一反射镜、第二反射镜和密封保护玻璃；所述第一反射镜设置于所述平行光管内且位于所述平行光管与所述低温腔型黑体的连接处，用于反射所述低温腔型黑体所发射的光；所述第二反射镜设置于所述平行光管的底端，用于反射所述第一反射镜所反射的光；所述密封保护玻璃，设置在所述平行光管的出瞳处，用于密封所述平行光管且不阻挡出射光线；密封管，设置在所述平行光管的外围，用于密封所述平行光管；保温隔热层，设置在所述密封管的外围，用于对所述平行光管进行保温隔热；待标定的光学系统，设置在所述平行光管的出射光口的前方，用于接收从所述平行光管中射出的光；上位机，与所述低温腔型黑体连接，与所述待标定的光学系统连接，用于向所述低温腔型黑体发出控制命令并对所述光学系统进行标定。

优选地，所述密封管的管内空间设有惰性气体。

优选地，所述低温腔型黑体内设有温度传感器，所述温度传感器用于采集所述低温腔型黑体的温度。