一種調光式紅外輻射標定方法
【專利摘要】本發明涉及光學紅外輻射標定領域，提供了一種調光式紅外輻射標定方法，該方法通過調整黑體輻射入射到被標定設備的輻射通量，改變輻射到被標定系統像面的輻射照度，同時使用二個溫度的黑體或同一黑體變溫一次，解算入射到被標定系統的輻射通量，繪制出被標定設備的紅外輻射響應曲線。本發明改變常用的調節黑體溫度標定設備響應曲線的模式，標定速度快，能有效去除背景和被標定設備自身輻射及本地輸出等影響，使被標定設備響應曲線繪制更加精確。
【專利說明】一種調光式紅外輻射標定方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及光學紅外輻射標定領域，特別涉及一種調光式紅外輻射標定方法。
【背景技術】
[0002] 紅外輻射標定是目標紅外輻射測量中關鍵一環，直接影響目標輻射測量精度。
[0003] 紅外輻射測量設備通常使用對黑體直接測量或通過平行光管對黑體測量，實現設 備的輻射標定。標定過程中，黑體需要多次升溫或降溫，以滿足設備對多個溫度點響應曲線 的標定。通常黑體升溫或降溫的溫度穩定時間較長，造成設備標定時間較長，特別對于外場 工作的設備，工作環境難以保證，適應性較差，在相同時間內獲取的標定點數少，造成擬合 響應曲線精度低，特別對線性度不好的區間誤差更大。
【發明內容】
[0004] 本發明需解決的技術問題是提供一種紅外輻射標定方法，以減少紅外輻射標定時 間、提高標定精度，降低環境對紅外輻射標定的影響。
[0005] 為了解決上述問題，本發明提供一種調光式紅外輻射標定方法，其采用的技術方 案如下：
[0006] S1、將黑體置于平行光管的焦面處，調節平行光管與被標定設備的位置，使得黑體 輻射經平行光管準直后能入射到被標定設備上；
[0007] S2、待黑體溫度穩定后，記錄黑體溫度，并在調節變光闌通光面積的同時，利用被 標定設備對黑體進行持續拍攝；
[0008] S3、測量被標定設備的響應，得到第一標定數據，所述第一標定數據包括黑體溫 度、變光闌的通光面積以及被標定設備對應的響應；
[0009] S4、改變黑體溫度，重復步驟S2和S3,得到第二標定數據；
[0010] S5、根據第一標定數據或第二標定數據，繪制關于變光闌的通光面積與被標定設 備對應響應值之間的曲線，得到第一曲線或第二曲線；
[0011] S6、根據第一標定數據和第二標定數據，計算關于第一曲線或第二曲線與目標曲 線間的相關系數，所述目標曲線為入射到被標定設備的黑體輻射量與被標定設備響應的曲 線.
[0012] S7、根據所述第一曲線或第二曲線以及所述相關系數，確定入射到被標定設備的 黑體輻射量和被標定設備響應的曲線，完成標定。
[0013] 優選的,所述步驟S6具體包括：
[0014] 所述黑體輻射入射到被標定設備上的輻射量X與變光闌的通光面積Sh之間的關 系為：
[0015] X = B+ZbSz+HSh
[0016] 其中，B為被標定設備的固定輸出，Zb為變光闌輻射通量密度，H為黑體輻射通量 密度，S z為變光闌非通光面積，Sh為變光闌通光面積，且Sz+Sh = Stl, Stl為變光闌的有效總面 積；
[0017] 則被標定設備的響應y與入射到被標定設備的黑體輻射量x在線性段內滿足：
[0018] y-b = kx
[0019] 其中，b為常數，k為第一曲線或第二曲線與目標曲線間的相關系數，且對于兩個 溫度的黑體，當光闌通光面積Sh相同時，
【權利要求】
1. 一種調光式紅外輻射標定方法，其特征在于，所述方法包括： 51、 將黑體置于平行光管的焦面處，調節平行光管與被標定設備的位置，使得黑體輻射 經平行光管準直后能入射到被標定設備上； 52、 待黑體溫度穩定后，記錄黑體溫度，并在調節變光闌通光面積的同時，利用被標定 設備對黑體進行持續拍攝； 53、 測量被標定設備的響應，得到第一標定數據，所述第一標定數據包括黑體溫度、變 光闌的通光面積以及被標定設備對應的響應； 54、 改變黑體溫度，重復步驟S2和S3,得到第二標定數據； 55、 根據第一標定數據或第二標定數據，繪制關于變光闌的通光面積與被標定設備對 應響應值之間的曲線，得到第一曲線或第二曲線； 56、 根據第一標定數據和第二標定數據，計算關于第一曲線或第二曲線與目標曲線間 的相關系數，所述目標曲線為入射到被標定設備的黑體輻射量與被標定設備響應的曲線； 57、 根據所述第一曲線或第二曲線以及所述相關系數，確定入射到被標定設備的黑體 輻射量和被標定設備響應的曲線，完成標定。
2. 如權利要求1所述的調光式紅外輻射標定方法，其特征在于，所述步驟S6具體包 括： 所述黑體輻射入射到被標定設備上的輻射量X與變光闌的通光面積Sh之間的關系為：X=B+ZbSz+HSh 其中，B為被標定設備的固定輸出，Zb為變光闌輻射通量密度，H為黑體輻射通量密度，Sz為變光闌非通光面積，Sh為變光闌通光面積，且Sz+Sh =Stl,Stl為變光闌的有效總面積； 則被標定設備的響應y與入射到被標定設備的黑體輻射量X在線性段內滿足： y-b=kx 其中，b為常數，k為第一曲線或第二曲線與目標曲線間的相關系數，且對于兩個溫度 的黑體，當光闌通光面積Sh相同時彳H1和H2分別為不同溫度時，黑體的輻 射通量密度。
3. 如權利要求2所述的調光式紅外輻射標定方法，其特征在于，所述步驟S2中： 所述變光闌為多個孔徑的旋轉圓盤光闌或可調整張角的光闌； 所述變光闌位于被標定設備的入瞳處，或者位于平行光管出瞳處，或者位于黑體的輻 射腔體處。
4. 如權利要求1-3任一項所述的調光式紅外輻射標定方法，其特征在于， 在變光闌對應黑體的那一側增加隔離層和/或增加變光闌的熱容，使得變光闌恒溫。
【文檔編號】G01J5/00GK104316194SQ201410528350
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月24日 優先權日:2014年9月24日
【發明者】姜志富, 麻紀庵, 左亞林, 孟凡勝, 馮旭辰, 杜芳, 易成龍, 郭毅, 陸勝旺, 王琛, 劉火平, 高潔, 陳建軍, 呂久明, 張才華, 王潤賢, 崔如曉, 李振海, 劉喜雙, 王琳, 賴永松, 邵文波, 徐剛, 羅勝, 李滿良, 陳軍 申請人:中國人民解放軍63620部隊