[发明专利]一种真空低温环境用红外辐射计

说明书

本发明提供了一种真空低温环境用红外辐射计，包括真空冷舱及舱内平台上按照光路传播方向依次设置的消杂光遮光罩、主镜、真空斩波器、视场光阑、次镜、制冷型红外探测器，待校准设备通过法兰安装在真空冷舱侧壁上对准消杂光遮光罩，制冷型红外探测器的杜瓦瓶瓶盖上设置进液氮管路和出氮气管路，分别与真空冷舱法兰盘上的进液氮管路和出氮气管路连通。本发明采用真空冷舱模拟真空低温环境，采用制冷型红外探测器探测超微弱红外辐射信号，能够测量200K～400K的超微弱宽温度范围红外辐射，可为红外载荷性能测试设备提供有效保障。

技术领域

本发明属于红外辐射领域，具体涉及一种真空低温环境用红外辐射计。

背景技术

随着航天技术的发展，越来越多的红外载荷应用于空间探测，应用领域包括军事、地球遥感、海洋探测、高分对地观测等。辐射参数校准是红外载荷实现定量化探测的基础与前提条件，通过辐射参数校准，可定量探测目标的辐射量值，使得红外载荷可通过辐射量值判断目标类型，极大的提高了红外载荷的探测能力。同时，辐射参数校准提升了侦查系统、遥感系统等红外载荷的数据应用效率。

红外载荷性能测试设备是红外载荷、红外导引头等光电探测系统的主要标定设备。红外载荷性能测试设备的稳定性和精确性，直接影响了红外载荷的技术指标和性能。随着红外载荷朝在轨深冷空间发展，探测的目标主要有地面建筑物、自然景观以及空间卫星、空间站等。这些目标的红外辐射能量非常微弱，为了探测微弱红外辐射，红外载荷性能测试设备工作环境需与在轨空间环境保持一致，在常温环境下微弱的目标信号会被环境噪声和系统自身热辐射所淹没，无法探测到目标信号，因此红外载荷性能测试设备也在朝着低温方向发展。

红外载荷性能测试设备在生产及出厂测试时，为了保证红外载荷性能测试设备的优良工作性能，需要对其进行温差校准，提高设备精度，为实现定量化探测精度，校准状态须与在轨校准状态一致，以保证校准的有效性。因此需要校准装置能够在真空低温环境下稳定可靠工作，保证红外辐射量值准确可靠，因此，急需建立一套真空低温环境用红外辐射计对低温红外载荷性能测试设备进行温差校准。

发明内容

本发明提供一种真空低温环境用红外辐射计，能够解决现有在轨空间红外载荷性能测试设备校准难题，可以实现200K～400K红外辐射探测，保证红外辐射量值准确可靠。

本发明解决上述问题采用的技术方案如下：

一种真空低温环境用红外辐射计，包括真空冷舱以及在所述真空冷舱内平台上按照光路传播方向依次设置的消杂光遮光罩、主镜、真空斩波器、视场光阑、次镜、制冷型红外探测器，待校准设备通过法兰安装在所述真空冷舱侧壁上对准消杂光遮光罩；所述制冷型红外探测器的杜瓦瓶瓶盖上设置进液氮管路和出氮气管路，分别与真空冷舱法兰盘上的进液氮管路和出氮气管路通过波纹管连通，所述进液氮管路直通杜瓦瓶底部探测器处。

进一步的，所述主镜、次镜组成的光学系统为格里高利两反射式，所述视场光阑设置在光学系统的一次像面处。

进一步的，所述真空斩波器外部采用多层隔热结构。

进一步的，所述主镜、次镜、真空冷舱平台上设置温度传感器。

进一步的，所述杜瓦瓶瓶盖与瓶体采用螺纹连接，所述出氮气管路、进液氮管路与瓶盖连接处、瓶盖与瓶体连接处、各管路与波纹管连接处均用缠绕生料带进行密封。

进一步的，所述制冷型红外探测器包括制冷型中波探测器和制冷型长波探测器，探测波段分别为3μm～5μm和8μm～12μm。

进一步的，所述真空冷舱外还设置有超微弱信号放大处理系统和计算机，所述超微弱信号放大处理系统采集制冷型红外探测器的光电信号处理后输出至计算机。

进一步的，所述超微弱信号放大处理系统包括前置放大器和锁相放大器，所述前置放大器用于目标信号放大，所述锁相放大器用于信号相干检测处理。