[发明专利]一种辐射计校准用光源系统

说明书

一种辐射计校准用光源系统，用于辐射热计、辐射式热流计、总辐射表、全光谱辐射计、辐射传感器等在高色温高辐照度条件下的标定和校准，包括：辐射光源、辐射光源连接件、反射内壳、结构外壳、后法兰、前法兰、辐射调节器、导光内臂、导光外臂、开关挡板和冷却管路。辐射光源发出光辐射，通过反射内壁收集辐射光源发出的光辐射，向前会聚辐出；通过导光内臂将光辐射导出并使辐射光场空间均匀化，通过辐照调节器调节辐照度和辐照光谱；在反射内壳、反射外壳之间留有间隙，通过冷媒冷却。本发明可提供高色温下50kW/m²以上的均匀辐照场，具有辐射照度高、辐照场均匀性好、高能效和无背景辐射干扰等优点，可拓展辐射计校准量限并提高准确度。

技术领域

本发明涉及光辐射计量技术领域，尤其涉及一种辐射计校准用光源系统，用于辐射热计、辐射式热流计、总辐射表、全光谱辐射计、辐射传感器等辐射计的标定校准。

背景技术

辐射计是用来测量辐射度的测量仪器，包括辐射热计、辐射式热流计、总辐射表、全光谱辐射计、辐射传感器等。在劳动卫生、高温作业、采暖通风、太阳发电、采矿冶金、航空航天、气象观测、地球辐射平衡监测等领域应用广泛。为保障辐射计的量值准确可靠，需对辐射计进行计量校准。

辐射计校准用光源的光谱、辐照度、辐照场空间均匀性和背景辐射，是影响计量校准结果的重要因素。为使计量校准结果准确可靠，校准用光源应当具有以下特性：1.接近辐射计实际使用场景的光谱；2.达到或超越辐射计实际使用场景的辐照度；3.良好的空间均匀性；4.尽量小的背景辐射干扰。从而避免由辐射计自身的光谱吸收带宽、线性、空间复位精度和背景辐射干扰引起的校准误差。

传统的辐射计校准用光源，主要包括激光、黑体炉、标准灯、太阳模拟器、石墨、电热丝等。各辐射计校准用光源在光谱、辐照度、空间均匀性、背景辐射干扰方面的特性如图1所示，图1为传统辐射计校准用光源特性比较的示意图。激光辐照度大，准直性好，但是波段窄、辐射面积较小且辐射光场不均匀；黑体辐射源波段宽，但色温偏低，主要用于红外测温等方面；光强标准灯色温一般在2000K左右，光辐射场向四周空间发散，均匀性一般，辐照度较小；太阳模拟器具有良好的准直性与均匀性，但辐照度约1kW/m²，且难以提升，谱线在红外区与黑体辐射曲线相差大，一般只适用于校准响应光谱小于3000nm的太阳辐射表或标准太阳电池；石墨与电热丝辐照度大，但在空气中使用时易氧化，一般在低色温下工作，且使用时易产生强烈的背景辐射干扰，影响校准结果的准确度。

近年在航空、航天、冶金和消防等领域，高色温条件下的高辐照度辐射计计量需求日益增长。然而，目前传统的辐射计校准用光源普遍采用光强标准灯校准，光谱辐照度低，光场均匀性一般，难以同时满足高辐照度和高空间均匀性的要求，限制了辐射计的校准量程上限和校准结果的不确定度，对辐射计在高色温高辐照场景使用时的量值准确造成阻碍。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种辐射计校准用光源系统，以满足高辐照度和高空间均匀性的要求，使被校辐射计能够准确应用于高色温高辐照场景，提高校准准确度。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种辐射计校准用光源系统，包括：

一辐射光源110，用于产生光辐射和热辐射；

一辐射光源连接件120，连接于所述辐射光源110，用于为所述辐射光源110提供机械支撑，并提供热隔绝或冷却；

一电源130，连接于所述辐射光源110，用于给所述辐射光源110供电；

一反射内壳210，具有前开口、后开口和内壁，所述前开口作为光辐射出口，所述后开口用于放置所述辐射光源110，所述内壁为抛光反射面，用于将所述辐射光源110产生的辐射向前端会聚辐出；