[发明专利]一种测量黑体热力学温度的方法

摘要

本发明涉及放射性检测技术领域，一种测量黑体热力学温度的方法将辐射谱仪置于特定位置以使得孔径光阑与待测物体距离约900毫米；使用CCD摄像机观测待测物体上的被探测区域的像；移动辐射谱仪来对待测物体上的不同区域进行探测；进入辐射谱仪的光，在两次经过声光可调谐滤波器后，进入光电二极管，转换成电压信号并由跨阻抗放大器放大后输出窄带输出信号，输出电压声光可调谐滤波器将光束中某个窄带频率范围的光过滤出来，以扫描的方式改变微波发生器输出的微波频率，以调控声光可调谐滤波器扫描过滤窄带光，并得到待测物体在波长范围650nm至1000nm的辐射光谱，并以此分析待测物体的热力学温度。

主权项

一种测量黑体热力学温度的方法，装置主要包括孔径光阑(2)、复消色差透镜(3)、光学暗箱(4)、起偏器(5)、视场光阑(6)、准直透镜(7)、分束器(8)、平面镜I(9)、透镜I(10)、光电二极管(11)、跨阻抗放大器(12)、窄带输出信号(13)、Lyot光阑(14)、声光可调谐滤波器AOTF(15)、透镜II(16)、平面镜II(17)、微波发生器(18)、CCD摄像机(19)，所述复消色差透镜(3)、起偏器(5)、视场光阑(6)、准直透镜(7)、分束器(8)、平面镜I(9)、透镜I(10)、光电二极管(11)、跨阻抗放大器(12)、Lyot光阑(14)、声光可调谐滤波器AOTF(15)、透镜II(16)、平面镜II(17)、CCD摄像机(19)位于所述光学暗箱(4)内并组成辐射谱仪，所述辐射谱仪入口侧具有待测物体(1)，主要由所述透镜II(16)和平面镜II(17)组成光回射系统，所述微波发生器(18)连接所述声光可调谐滤波器AOTF(15)，所述孔径光阑(2)直径30毫米、且位于所述光学暗箱(4)入口处，所述视场光阑(6)直径1毫米，进而能够决定所述待测物体(1)上被探测的区域相对于所述辐射谱仪的立体角Ω，所述起偏器(5)用于控制入射光的线性光学偏振的方向，所述CCD摄像机(19)用于收集被所述起偏器(5)折射的p偏振光，以对所述待测物体(1)上被探测的区域进行成像，在所述声光可调谐滤波器AOTF(15)的前侧面的所述Lyot光阑(14)用于对辐射谱仪的调制传输函数进行过滤，以减少装置中的杂散光；所述待测物体(1)发出的光依次经过所述孔径光阑(2)、复消色差透镜(3)、起偏器(5)、视场光阑(6)、准直透镜(7)、分束器(8)、Lyot光阑(14)到达所述声光可调谐滤波器AOTF(15)并被折射形成第一次滤出光射出，所述第一次滤出光通过所述透镜II(16)到达平面镜II(17)、并被所述平面镜II(17)反射后通过所述透镜II(16)再次进入所述声光可调谐滤波器AOTF(15)中，经过第二次折射后其偏振方向不变并形成与原光束传播方向相对的第二次滤出光，所述第二次滤出光经过所述Lyot光阑(14)到达所述分束器(8)，所述分束器(8)用于使得约20％的第二次滤出光发生偏转，并经所述平面镜I(9)和透镜I(10)进入所述光电二极管(11)被转换成电压信号，并通过所述跨阻抗放大器(12)放大后得到所述窄带输出信号(13)，其特征是：所述一种测量黑体热力学温度的方法步骤为：一.将所述辐射谱仪置于特定位置，以使得所述孔径光阑(2)与待测物体(1)距离约为900毫米；二.使用所述CCD摄像机(19)观测待测物体(1)上的被探测区域的像，所述待测物体(1)上只有被探测区域发出的光能进入所述辐射谱仪中，被探测区域的面积为A；三.通过移动所述辐射谱仪来对所述待测物体(1)上的不同区域进行探测；四.进入所述辐射谱仪的光，在两次经过所述声光可调谐滤波器AOTF(15)后，进入所述光电二极管(11)，转换成电压信号并由所述跨阻抗放大器(12)放大后输出所述窄带输出信号(13)，输出电压其中，G是跨阻抗放大器增益，B是进入所述光电二极管(11)的光通量相对于进入所述孔径光阑(2)的光通量的比值，λ代表波长，T2(λ，v0)是双通构型的所述声光可调谐滤波器AOTF(15)在某个频率下的透射系数，SPD(λ)是所述光电二极管(11)的光谱响应，φi(λ)是输入光通量密度、且其在进入辐射谱仪后取决于光源的光谱辐射L(λ)，φi(λ)＝Ω·A·L(λ)；五.所述微波发生器(18)输出的微波频率在某个固定值时，所述声光可调谐滤波器AOTF(15)将光束中某个窄带频率范围的光过滤出来，以扫描的方式改变所述微波发生器(18)输出的微波频率，以调控所述声光可调谐滤波器AOTF(15)扫描过滤窄带光，并得到所述待测物体(1)在波长范围650nm至1000nm的辐射光谱，并以此分析所述待测物体(1)的热力学温度。