[发明专利]一种共视场多波段辐射强度时变特性测量装置

说明书

本发明涉及一种共视场多波段辐射强度时变特性的测量装置，包括用于限制测量视场的限光孔、用于改变传输角度的平凸透镜、不同分光波长的多个45°分色镜、用于透过不同波段的光的多个滤光片和用于进行光电转换的多个探测器；限光孔和平凸透镜同轴设置，并在其轴线方向上间隔设置有多个45°分色镜，距离平凸透镜最远的所述分色镜的反射和透射光路上均设置有一个滤光片和一个探测器；除去距离平凸透镜最远的所述分色镜之外的任意所述分色镜的反射光路上均增设有一个所述分色镜，增设的所述分色镜的反射和透射光路上均设置有一个滤光片和一个探测器。本发明中的装置可以实现目标在紫外‑近红外波长范围内多个波段的辐射强度时变特性的共视场测量。

技术领域

本发明属于辐射测量技术领域，尤其涉及一种共视场多波段辐射强度时变特性测量装置。

背景技术

超高速碰撞、高超声速燃烧、高温气体流动等研究通常要通过测量碰撞火球、燃烧气体及高温气流中的典型原子、分子、离子等在特征辐射波段的辐射强度的时变特性，来分析火球温度、燃料燃烧效率、气体的辐射特性等，以支持碰撞辐射建模、燃烧验证分析、流场参数分析、超高速目标特性分析、高温气体的非平衡效应研究等。

辐射强度时变特性测量系统由辐射强度时变特性测量装置、数据采集处理系统、标定系统等组成。辐射强度时变特性测量装置实现测量视场、测量波段限定，并将目标的时变光辐射强度转换为时变电信号；数据采集处理系统完成测量装置输出电信号的采集、记录和处理分析；标定装置实现辐射强度与电信号的定量关系转换。

目前普遍采用的辐射强度时变特性测量装置有：(1)光纤+滤光片+探测器形式；(2)双狭缝+滤光片+探测器形式；(3)透镜/反射镜+滤光片+探测器形式。

第一类辐射强度时变特性测量装置采用一分多光纤，接收端为单头，多路光纤并在一起，基本解决了多波段测量同视场问题，但由于光纤出光口出光直接通过滤光片再入射到探测器上，通过滤光片的入射光有相当大部分的入射角大于5°，超出了滤光片对入射光角度的限制要求，使得透过滤光片的光并非检测给出的带宽和透过率，使不需要的光照射到探测器上，而且大角度入射到探测器上的光与接近垂直入射的光的响应灵敏度也不同。此外，由于光纤和标定光源能量的限制，使得对探测器测量曲线范围内的值难以全量程标定。综合造成测量数据的处理存在探测器实际测量波长范围和光谱响应及滤光片光谱透过率的不确定、标定曲线不全覆盖测量量程等问题。

第二类和第三类辐射强度时变特性测量装置基本解决了标定曲线不全覆盖测量量程等问题，但各波段测量视场不同，而且同样没有考虑入射光照射到滤光片上和照射到探测器上的入射角等问题，综合造成测量数据的处理存在探测器实际测量波长范围和光谱响应及滤光片光谱透过率的不确定、各波段测量视场不同等问题，使得数据误差较大和做数据相关性分析困难。

综上，这三类测量装置测量数据处理过程中，没有考虑这些问题的影响，使得数据可信度不保证。

因此，需要提供一种既满足视场相同、照射到滤光片和探测器上的入射角小又能满足全量程标定的共视场多波段辐射强度时变特性测量装置。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种同视场、小入射角又能满足全量程标定的共视场多波段辐射强度时变特性测量装置。