[发明专利]体吸收式激光能量计

权利要求书

1.一种体吸收式激光能量计，其特征在于，所述体吸收式激光能量计包括：第一能量探测组件(1)、第二能量探测组件(2)、第三能量探测组件(3)、支撑机构(4)、隔热组件(5)、操控组件(6)和壳体(7)；其中，

所述壳体(7)是能量计的外壳，形状为长方体形，其中一端开口供被测光束进入，开口的一端定义为前端，前端正对的另一端定义为后端；所述壳体(7)用于固定所述第一能量探测组件(1)、第二能量探测组件(2)、第三能量探测组件(3)、支撑机构(4)、隔热组件(5)、操控组件(6)；

所述支撑机构(4)设有三个，三个支撑机构(4)分别用于一一对应地将第一能量探测组件(1)，第二能量探测组件(2)和第三能量探测组件(3)固定在壳体(7)的内侧；

所述隔热组件(5)用于将第三能量探测组件(3)封闭在壳体(7)的后端，阻隔第三能量探测组件(3)与第一能量探测组件(1)、第二能量探测组件(2)之间的热交换；

所述操控组件(6)固定在壳体(7)的外壁上，并分别与第一能量探测组件(1)，第二能量探测组件(2)和第三能量探测组件(3)连接；

所述第一能量探测组件(1)，第二能量探测组件(2)和第三能量探测组件(3)的组成完全相同；所述第一能量探测组件(1)和第二能量探测组件(2)固定在壳体(7)的前端，用于吸收被测激光的能量；第三能量探测组件(3)被封闭在壳体(7)的后端，用于吸收测试环境产生的能量；

其中，所述壳体(7)的前端和后端水平放置，第二能量探测组件(2)水平固定在壳体(7)前端内侧的下端并使其吸收体的一面朝上，第一能量探测组件(1)的吸收体与第二能量探测组件(2)的吸收体相对放置，一端接触、一端呈一定角度θ张开迎向壳体(7)前端开口处，用以接收照射进来的激光；

所述第一能量探测组件(1)包括：吸收体(1-1)、热匀体(1-2)、温度传感器(1-3)、恒温体(1-4)和加热器(1-5)；其中，

所述吸收体(1-1)是表面平整、厚度均匀的方状材料，用于吸收被测激光并转化为热量使自身温度升高；

所述热匀体(1-2)是厚度均匀的方状材料，大小与吸收体(1-1)相同，一个侧面与吸收体(1-1)紧密贴合并固定在一起，能够与吸收体(1-1)进行充分的热交换从而保持二者温度一致，热匀体(1-2)与吸收体(1-1)贴合的侧面称为贴合面，贴合面正对的一个面称为探测面；

所述温度传感器(1-3)与热匀体(1-2)的测温面紧密贴合，用于测量热匀体(1-2)的温度；

所述恒温体(1-4)与温度传感器(1-3)的冷端固连，为温度传感器(1-3)提供测温基准，在测试中温度恒定不变；

所述加热器(1-5)嵌在热匀体(1-2)内部并与其紧密接触，加热器(1-5)是热电器件，用于在通电后产生热量并被热匀体(1-2)和吸收体(1-1)吸收；

其中，所述操控组件(6)含有供电模块、测温模块、存储模块；

所述供电模块用于对三个能量探测组件各自的加热器供电；

所述测温模块用于控制三个能量探测组件各自的温度传感器进行温度测量，获取所测量的温度数据后存储到存储模块中；

所述存储模块用于存储三个能量探测组件获取的温度数据，同时还预存有经过标定的三个能量探测组件的热匀体的温度与能量对应关系，即在设定的温度基准下，热匀体的温度值与所吸收能量的对应关系；

所述热匀体的温度与能量对应关系通过以下方法获得：

首先将使吸收体(1-1)和热匀体(1-2)的温度与恒温体(1-4)的温度设置为一致，由于吸收体(1-1)和热匀体(1-2)紧密接触充分交换热量，所以二者具有共同的温度，然后对加热器(1-5)进行供电并记录供电时间Δt和供电电流I，在加热器(1-5)确定并且在供电时间Δt和供电电流I已知的情况下，从而精确计算出加热器提供的能量，此时用温度传感器(1-3)探测热匀体(1-2)的温度，进而得到所述温度与能量对应关系；

被测激光通过壳体(7)的前端水平进入，照射到第一能量探测组件(1)上，部分能量被吸收，部分能量被反射到第二能量探测组件(2)上，第二能量探测组件(2)吸收第一能量探测组件(1)反射的能量，并再次反射出部分能量；其中，所述第一能量探测组件(1)的吸收体与第二能量探测组件(2)的吸收体两者之间所呈的角度θ的上限值设置为不大于60°；

同时，定义被测激光光束与第二能量探测组件(2)的探测面之间的垂直距离为h；所述角度θ的下限值设置为以不影响所述垂直距离h过小，造成测试过程不便为宜；

测试中，被测激光进入所述体吸收式激光能量计中，被第一能量探测组件(1)和第二能量探测组件(2)完全吸收，操控组件(6)获取第一能量探测组件(1)、第二能量探测组件(2)和第二能量探测组件(2)的温度，并通过预存的温度与能量对应关系得到第一能量探测组件(1)、第二能量探测组件(2)和第三能量探测组件(3)吸收的能量依次为W1、W2和W3，因为第一能量探测组件(1)和第二能量探测组件(2)既吸收了被测激光的能量又吸收了测试环境的能量，而第三能量探测组件(3)仅吸收了测试环境的能量，所以被测激光的能量W＝(W1-W3)+(W2-W3)。