一种调光式红外辐射标定方法
【专利摘要】本发明涉及光学红外辐射标定领域，提供了一种调光式红外辐射标定方法，该方法通过调整黑体辐射入射到被标定设备的辐射通量，改变辐射到被标定系统像面的辐射照度，同时使用二个温度的黑体或同一黑体变温一次，解算入射到被标定系统的辐射通量，绘制出被标定设备的红外辐射响应曲线。本发明改变常用的调节黑体温度标定设备响应曲线的模式，标定速度快，能有效去除背景和被标定设备自身辐射及本地输出等影响，使被标定设备响应曲线绘制更加精确。
【专利说明】一种调光式红外辐射标定方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光学红外辐射标定领域，特别涉及一种调光式红外辐射标定方法。
【背景技术】
[0002] 红外辐射标定是目标红外辐射测量中关键一环，直接影响目标辐射测量精度。
[0003] 红外辐射测量设备通常使用对黑体直接测量或通过平行光管对黑体测量，实现设 备的辐射标定。标定过程中，黑体需要多次升温或降温，以满足设备对多个温度点响应曲线 的标定。通常黑体升温或降温的温度稳定时间较长，造成设备标定时间较长，特别对于外场 工作的设备，工作环境难以保证，适应性较差，在相同时间内获取的标定点数少，造成拟合 响应曲线精度低，特别对线性度不好的区间误差更大。
【发明内容】
[0004] 本发明需解决的技术问题是提供一种红外辐射标定方法，以减少红外辐射标定时 间、提高标定精度，降低环境对红外辐射标定的影响。
[0005] 为了解决上述问题，本发明提供一种调光式红外辐射标定方法，其采用的技术方 案如下：
[0006] S1、将黑体置于平行光管的焦面处，调节平行光管与被标定设备的位置，使得黑体 辐射经平行光管准直后能入射到被标定设备上；
[0007] S2、待黑体温度稳定后，记录黑体温度，并在调节变光阑通光面积的同时，利用被 标定设备对黑体进行持续拍摄；
[0008] S3、测量被标定设备的响应，得到第一标定数据，所述第一标定数据包括黑体温 度、变光阑的通光面积以及被标定设备对应的响应；
[0009] S4、改变黑体温度，重复步骤S2和S3,得到第二标定数据；
[0010] S5、根据第一标定数据或第二标定数据，绘制关于变光阑的通光面积与被标定设 备对应响应值之间的曲线，得到第一曲线或第二曲线；
[0011] S6、根据第一标定数据和第二标定数据，计算关于第一曲线或第二曲线与目标曲 线间的相关系数，所述目标曲线为入射到被标定设备的黑体辐射量与被标定设备响应的曲 线.
[0012] S7、根据所述第一曲线或第二曲线以及所述相关系数，确定入射到被标定设备的 黑体辐射量和被标定设备响应的曲线，完成标定。
[0013] 优选的,所述步骤S6具体包括：
[0014] 所述黑体辐射入射到被标定设备上的辐射量X与变光阑的通光面积Sh之间的关 系为：
[0015] X = B+ZbSz+HSh
[0016] 其中，B为被标定设备的固定输出，Zb为变光阑辐射通量密度，H为黑体辐射通量 密度，S z为变光阑非通光面积，Sh为变光阑通光面积，且Sz+Sh = Stl, Stl为变光阑的有效总面 积；
[0017] 则被标定设备的响应y与入射到被标定设备的黑体辐射量x在线性段内满足：
[0018] y-b = kx
[0019] 其中，b为常数，k为第一曲线或第二曲线与目标曲线间的相关系数，且对于两个 温度的黑体，当光阑通光面积Sh相同时，
【权利要求】
1. 一种调光式红外辐射标定方法，其特征在于，所述方法包括： 51、 将黑体置于平行光管的焦面处，调节平行光管与被标定设备的位置，使得黑体辐射 经平行光管准直后能入射到被标定设备上； 52、 待黑体温度稳定后，记录黑体温度，并在调节变光阑通光面积的同时，利用被标定 设备对黑体进行持续拍摄； 53、 测量被标定设备的响应，得到第一标定数据，所述第一标定数据包括黑体温度、变 光阑的通光面积以及被标定设备对应的响应； 54、 改变黑体温度，重复步骤S2和S3,得到第二标定数据； 55、 根据第一标定数据或第二标定数据，绘制关于变光阑的通光面积与被标定设备对 应响应值之间的曲线，得到第一曲线或第二曲线； 56、 根据第一标定数据和第二标定数据，计算关于第一曲线或第二曲线与目标曲线间 的相关系数，所述目标曲线为入射到被标定设备的黑体辐射量与被标定设备响应的曲线； 57、 根据所述第一曲线或第二曲线以及所述相关系数，确定入射到被标定设备的黑体 辐射量和被标定设备响应的曲线，完成标定。
2. 如权利要求1所述的调光式红外辐射标定方法，其特征在于，所述步骤S6具体包 括： 所述黑体辐射入射到被标定设备上的辐射量X与变光阑的通光面积Sh之间的关系为：X=B+ZbSz+HSh 其中，B为被标定设备的固定输出，Zb为变光阑辐射通量密度，H为黑体辐射通量密度，Sz为变光阑非通光面积，Sh为变光阑通光面积，且Sz+Sh =Stl,Stl为变光阑的有效总面积； 则被标定设备的响应y与入射到被标定设备的黑体辐射量X在线性段内满足： y-b=kx 其中，b为常数，k为第一曲线或第二曲线与目标曲线间的相关系数，且对于两个温度 的黑体，当光阑通光面积Sh相同时彳H1和H2分别为不同温度时，黑体的辐 射通量密度。
3. 如权利要求2所述的调光式红外辐射标定方法，其特征在于，所述步骤S2中： 所述变光阑为多个孔径的旋转圆盘光阑或可调整张角的光阑； 所述变光阑位于被标定设备的入瞳处，或者位于平行光管出瞳处，或者位于黑体的辐 射腔体处。
4. 如权利要求1-3任一项所述的调光式红外辐射标定方法，其特征在于， 在变光阑对应黑体的那一侧增加隔离层和/或增加变光阑的热容，使得变光阑恒温。
【文档编号】G01J5/00GK104316194SQ201410528350
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年9月24日
【发明者】姜志富, 麻纪庵, 左亚林, 孟凡胜, 冯旭辰, 杜芳, 易成龙, 郭毅, 陆胜旺, 王琛, 刘火平, 高洁, 陈建军, 吕久明, 张才华, 王润贤, 崔如晓, 李振海, 刘喜双, 王琳, 赖永松, 邵文波, 徐刚, 罗胜, 李满良, 陈军 申请人:中国人民解放军63620部队