一种被动式傅里叶变换红外光谱仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于一种被动式傅里叶变换红外光谱仪，具体涉及一种高量程的被动式傅里叶变换红外光谱仪。
【背景技术】
[0002]目前国内外用于红外辐射测量的傅里叶变换红外光谱仪都是通过改变光阑的孔径和电增益，来调整刚溥仪接收到的目标辐射的亮度值，获得合适的电压，这对于辐射亮度较低的低温对象，可以实现辐射特性的测量。但当被测对象的辐射亮度大，如火箭推进剂羽流，温度往往高于1500°C，则通过调整光阑和电增益，检测器仍会出现饱和情况，因此，为了拓宽光谱仪的测量范围，需要对现有傅里叶变换红外辐射光谱仪进行改造。
[0003]专利申请号为200720306027.9的实用新型公开了一种采用不锈钢丝的中性衰减网构件，加装在光谱仪视窗前的方法，这种方法成本低，但仅仅能将傅里叶变换红外光谱仪的测温量程由600°C提高到2000°C，且不锈钢丝做光学衰减，易出现光信号的不规则散射。
【发明内容】
[0004]本实用新型目的在于提供一种高量程的被动式傅里叶变换红外光谱仪。
[0005]本实用新型为一种高量程的被动式傅里叶变换红外光谱仪的技术方案为:
[0006]—种高量程的被动式傅里叶变换红外光谱仪，该装置包括傅里叶变换红外光谱仪、输入准直器、望远镜，在输入准直器和望远镜之间安装有中性密度光学衰减器，该中性密度光学衰减器上设有具有通光孔的调节转盘，在通光孔内装有中性密度光学衰减片，在中性密度光学衰减器上对称设有固定支架将中性密度光学衰减器与输入准直器紧密扣合。
[0007]本实用新型相对于现有技术相比具有以下显著的优点:
[0008]1、通过在傅里叶变换红外光谱仪的输入准直器前安装中性密度光学衰减器构件，使红外光谱仪的量程大大扩展(可扩展到3000°C以上)，尤其是对高辐射亮度的目标，仪器不会发生饱和现象。经过实验室用标准红外辐射源标定后，可精确测量高温目标的辐射特性。该技术可使现有的傅里叶变换红外光谱仪经过简单改造后，完成高辐射特性目标的测试。2、中性密度光学衰减器采用中性密度光学衰减片作为红外辐射衰减材料，材料利用物质对光的吸收或反射特性，可将光强衰减，且不同波长均按同一比例衰减，使得光学元件在宽波段内保持相等的光能量透过率。因此，具有保证待测信号不受改变影响和性能稳定的特点。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型高量程被动式傅里叶变换红外光谱仪的结构示意图。
[0010]图2为本实用新型中性密度光学衰减器的俯视图。
[0011]图3为本实用新型中性密度光学衰减器的侧视图。
[0012]图中，I为傅里叶变换红外光谱仪，2为输入准直器，3为望远镜，4为中性密度光学衰减器，5为固定支架，6为通光孔、7为调节转盘、8为中性密度光学衰减片、9为带圈。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和实施例，对本实用新型做进一步详细的描述。
[0014]如图1所示的高量程的被动式傅里叶变换红外光谱仪，包括望远镜3、中性密度光学衰减器4、输入准直器2、傅里叶变换红外光谱仪I。中性密度光学衰减器4位于望远镜3和输入准直器2之间，可以使来自于目标的辐射经过一定衰减后，再进入傅里叶变换红外光谱仪I的光路系统中。
[0015]如图2和图3为中性密度光学衰减器4的俯视图和侧视图。该中性密度光学衰减器4上设有具有通光孔6的调节转盘7，在通光孔6内装有中性密度光学衰减片8，在中性密度光学衰减器4上对称设有固定支架5将中性密度光学衰减器4与输入准直器2紧密扣入口 ο
[0016]通光孔6可为圆形，数量为5?10个，通光孔6的大小与输入准直器2的通光口相适应，通过调节转盘7可以选择不同的通光孔6。通光孔6的大小与输入准直器2的通光口相适应，相异的通光孔6内装有带有带圈9且不同透光率的中性密度光学衰减片8，透光率范围为10.0%?99.0%，光密度渐变范围从0D0-0D4。优选的，中性密度光学衰减片8为固定吸收型光学衰减片，其透光波段范围为紫外至远红外，波长为2 μ m?100 μ m。
[0017]进一步的，调节转盘7外沿设为齿轮状，在调节转盘7上，在每个中性密度光学衰减器片8所在通光孔6位置处，标有相应中性密度光学衰减器片8的透光率刻度。
[0018]高温目标发出的红外辐射经过中性密度衰减片后，能量均匀衰减，衰减后的能量处于仪器量程之内，即可准确测量红外辐射特性和温度。对于不同透光率的中性密度光学衰减片，在使用前需要用标准黑体进行标定。
[0019]常规黑体的工作温度范围在几百度至一千度，傅里叶变换红外光谱仪在温度过高时，傅里叶变换红外光谱仪的检测器会饱和，因而无法对高辐射强度和温度的目标进行测试。要扩展傅里叶变换红外光谱仪的量程，需根据需要选择所需中性密度光学衰减片的透光率，仪器的量程可以通过选择不同透光率的中性密度光学衰减片、更改衰中性密度光学衰减片的数量来实现。具体步骤包括:
[0020]步骤I，利用标准黑体确定所用傅里叶变换红外光谱仪的最高量程，这涉及到在测试距离处，调节黑体的温度并观察仪器的电压值，如果电压值达到饱和，即可确定该距离下傅里叶变换红外光谱仪的量程；
[0021]步骤2，按照中性密度光学衰减片透光率由低到高，选择不同透光率的中性密度光学衰减片，测量各个衰减片档位下的量程；
[0022]步骤4，分别用黑体对各个中性密度光学衰减片进行实验室标定；
[0023]步骤5，选择合适的档位，利用改装好后的被动式傅里叶变换光谱仪进行辐射特性测试。
[0024]本实用新型采用中性密度光学衰减片作为光衰减材料，中性密度光学衰减片是利用物质对光的吸收或反射特性，可将光强衰减，可见光区到远红外光区范围的光通过中性密度滤光片后，不同波长均按同一比例衰减，使得光学元件在宽波段内保持近似于相等的光能量透过率。将不同透光率的中性密度衰减片安装在调节转盘的通光孔内，将通光孔与仪器的入射准直器同轴安装，使光束保持传播方向不变的情况下，光强得到一定程度的衰减，即可实现对不同高红外辐射强度的待测对象的精确量。
【主权项】
1.一种被动式傅里叶变换红外光谱仪，包括傅里叶变换红外光谱仪(I)、输入准直器(2)、望远镜(3)，其特征在于，所述的输入准直器(2)和望远镜(3)之间安装有中性密度光学衰减器(4)，该中性密度光学衰减器(4)上设有具有通光孔￠)的调节转盘(7)，在通光孔(6)内装有中性密度光学衰减片(8)，在中性密度光学衰减器(4)上对称设有固定支架(5)将中性密度光学衰减器(4)与输入准直器(2)紧密扣合。2.根据权利要求1所述的一种被动式傅里叶变换红外光谱仪，其特征在于，所述的通光孔(6)为圆形，数量为5?10个。3.根据权利要求1所述的一种被动式傅里叶变换红外光谱仪，其特征在于，所述的通光孔(6)的大小与输入准直器(2)的通光口相适应。4.根据权利要求2所述的一种被动式傅里叶变换红外光谱仪，其特征在于，所述的相异的通光孔出)内装有不同透光率的中性密度光学衰减片(8)，透光率范围为10.0%?99.0%,光密度渐变范围从0D0-0D4。5.根据权利要求4所述的一种被动式傅里叶变换红外光谱仪，其特征在于，所述的中性密度光学衰减片(8)为固定吸收型光学衰减片，其透光波段范围为紫外至远红外，波长为 2 μ m ?100 μ m。6.根据权利要求1所述的一种被动式傅里叶变换红外光谱仪，其特征在于，所述的中性密度光学衰减片(8)设置有带圈(9)。7.根据权利要求1所述的一种被动式傅里叶变换红外光谱仪，其特征在于，所述的调节转盘(7)外沿为齿轮状，在调节转盘(7)上标有对应中性密度光学衰减器片(8)透光率的刻度。
【专利摘要】本实用新型公开了一种高量程的被动式傅里叶变换红外光谱仪，包括傅里叶变换红外光谱仪、输入准直器、望远镜，输入准直器和望远镜之间安装有中性密度光学衰减器，该中性密度光学衰减器上设有具有通光孔的调节转盘，在通光孔内装有中性密度光学衰减片，在中性密度光学衰减器上对称设有固定支架将中性密度光学衰减器与输入准直器紧密扣合。本实用新型通过在被动式傅里叶变换红外光谱仪的输入准直仪前加装中性密度光学衰减器，使傅里叶变换红外光谱仪的辐射测量的量程大大扩展，避免了由于高强度辐射源造成的仪器信号饱和无法测试的问题，具有保证待测信号不受改变影响和性能稳定的特点。
【IPC分类】G01J3/28, G01J3/02
【公开号】CN204944677
【申请号】CN201520712547
【发明人】孙美, 赵凤起, 许毅, 杨燕京, 安亭, 李燕, 陈艳虹, 朱顺官, 张琳
【申请人】西安近代化学研究所, 南京理工大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月15日