[发明专利]一种红外辐射测量系统定标装置及定标方法

说明书

一种红外辐射测量系统定标装置及定标方法涉及光电辐射测量技术领域，通过考虑定标辐射源表面反射的环境辐射、系统内部杂散辐射和探测器固定输出，将线性辐射定标模型细分，并使用本发明的定标装置模拟控制环境温度，在两个不同的环境温度时，分别采集两个定标温度点辐射源的定标图像，通过数据处理实现辐射定标模型中参数的确定，实现非黑体定标。本发明利用简易的结构、简单的操作和数据处理实现了红外辐射测量系统的非黑体定标，定标时不要求辐射源的高发射率和高表面均匀性，避免了红外辐射测量系统定标对黑体的依赖，具有成本低和辐射范围广的优点，为大口径红外辐射测量系统高动态范围定标提供了一种简单有效的途径。

技术领域

本发明属于光电辐射测量技术领域，涉及使用非黑体辐射源实现红外系统定标装置及方法。

背景技术

随着红外探测技术的快速发展，红外辐射测量系统的应用越来越广泛，红外辐射定标是辐射测量前必须完成的工作，辐射定标技术是高精度辐射测量的基础。辐射测量的目的是测量来自目标的辐射能量，而辐射定标技术的本质就是建立测量系统输出与其入瞳处的辐射量间的定量关系，在获取测量数据后，即可根据辐射定标结果和其它参数(大气透过率、程辐射等)反演得到目标辐射亮度。

目前比较常用的辐射定标方法主要有近距离扩展源法、直接成像法和平行光管法，现有方法虽然各具优势，但都需要使用面源黑体或腔型黑体作为定标辐射源，以满足辐射源表面高发射率及高均匀性的要求。

发明内容

为了避免红外测量系统定标过程对高精度(高发射率及高均匀性)黑体的依赖，本发明提出非黑体辐射定标装置及方法，利用简易的结构和简单的操作及数据处理实现了红外辐射测量系统的非黑体定标，本发明不要求辐射源的高发射率和高表面均匀性，具有成本低和辐射范围广的优点，在某些特定的应用场景下，相比传统的定标装置及方法具有明显优势。例如：本发明为大口径红外辐射测量系统高动态范围定标提供了一种简单有效的途径。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种红外辐射测量系统定标装置，该装置包括：两个温度控制器、发射率板和控温密闭腔；所述发射率板前表面喷涂红外发射率材料，背面与第一温度控制器紧密贴合，通过第一温度控制器调节所述发射率板的辐射温度；将带有温度控制器的发射率板设置在控温密闭腔内，所述控温密闭腔内设置第二温度控制器，通过第二温度控制器控制所述控温密闭腔内的温度。

基于权利要求1所述的一种红外辐射测量系统定标装置的定标方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：在红外探测器的线性响应区间内，辐射测量系统像元黑体定标模型可表示为：

h＝G·t·L+B

式中，h为定标图像的灰度值；G为积分时间为1ms时红外辐射测量系统对目标辐射亮度的响应；t为红外探测器的积分时间；B为定标模型偏置，包含系统杂散辐射引起的像元灰度值输出和探测器自身像元灰度值输出；L表示来自定标辐射源的辐射亮度；

以非黑体作为辐射源定标时，红外辐射特性测量系统接收到的辐射包括辐射源发射辐射、辐射源表面反射的环境辐射及杂散辐射，红外辐射测量系统像元黑体定标模型可细化为：

h＝G·t·(L_e+L_r+L_stray)+h_detector