激光能量計(jì)校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈輻射效率測量系統(tǒng)及測量方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供了激光能量計(jì)校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈輻射效率測量系統(tǒng)及測量方法，所述測量系統(tǒng)含有校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈、光輻射測量裝置、小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈、電能計(jì)、電流通斷控制裝置。所述測量方法包括：(a)構(gòu)建一個(gè)光輻射測量裝置；(b)將小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈送法定計(jì)量單位校準(zhǔn)；(c)利用小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈對(duì)光輻射測量裝置校準(zhǔn)，測量小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈的輻射功率；(d)利用時(shí)間繼電器和交流接觸器設(shè)置校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈的通電時(shí)間；(e)測量大功率鹵鎢燈的輻射強(qiáng)度和消耗的電能；(f)計(jì)算出通電時(shí)間內(nèi)大功率鹵鎢燈輻射效率；(g)設(shè)定不同的通電時(shí)間，重復(fù)步驟(e)和(f)。本發(fā)明專利技術(shù)精確高，為激光能量計(jì)的精確校準(zhǔn)奠定了基礎(chǔ)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
激光能量計(jì)校準(zhǔn)用大功率南鎢燈輻射效率測量系統(tǒng)及測量方法
本專利技術(shù)屬于激光能量計(jì)校準(zhǔn)
，具體涉及一種。
技術(shù)介紹
利用大功率鹵鎢燈作為校準(zhǔn)光源的方法具有實(shí)現(xiàn)簡單、校準(zhǔn)功率高、校準(zhǔn)的等效性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此特別適合高能激光能量計(jì)等效校準(zhǔn)。在等效校準(zhǔn)中大功率鹵鎢燈通常設(shè)置在高能激光能量計(jì)的吸收腔體的空腔內(nèi)部，通過精確計(jì)量大功率鹵鎢燈輻射的總能量并與高能激光能量計(jì)測量結(jié)果比較達(dá)到校準(zhǔn)的目的。然而大功率鹵鎢燈上消耗的電能量一部分轉(zhuǎn)換成光能輻射到被校準(zhǔn)的高能激光能量計(jì)的吸收腔體上，另外一部分將以熱能的形式滯留在大功率鹵鎢燈的燈絲和燈罩上，如果不能準(zhǔn)確的確定大功率鹵鎢燈在電源關(guān)斷時(shí)刻實(shí)際向外界輻射的總能量，那么校準(zhǔn)的精度就會(huì)受到較大的影響。為了獲得大功率鹵鎢燈在電源關(guān)斷時(shí)刻實(shí)際向外界輻射的總能量，傳統(tǒng)的方法是通過測量大功率鹵鎢燈的燈絲和燈罩材料的質(zhì)量、比熱和溫升，并計(jì)算出殘留在大功率鹵鎢燈上的能量，但這種方法的測量精度很低，無法滿足校準(zhǔn)的精度要求。當(dāng)已知大功率鹵鎢某段時(shí)間內(nèi)消耗的電能時(shí)，只需要測量出大功率鹵鎢燈在這段時(shí)間內(nèi)的輻射效率就可以得到大功率鹵鎢燈在該段時(shí)間內(nèi)向外界輻射的總能量。當(dāng)采用輻射計(jì)或者功率計(jì)直接測量大功率鹵鎢燈的輻射能量時(shí)，輻射計(jì)和功率計(jì)的響應(yīng)時(shí)間通常需要數(shù)秒甚至數(shù)十秒，無法精確的測量大功率鹵鎢燈輻射功率隨時(shí)間變化，這給大功率鹵鎢燈輻射能量的精確測量帶來了很大的難度。另外大功率鹵鎢燈通常具有較大的體積，從大功率鹵鎢燈上發(fā)射出來的光在空間上并不均勻，輻射的光譜線范圍也較寬，從紫外光到近紅外光均存在，這些因素均給大功率鹵鎢燈的輻射能量的測量也造成較大困難。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決大功率鹵鎢燈輻射光的空間非均勻性、寬光譜和輻射計(jì)慢響應(yīng)對(duì)大功率鹵鎢燈輻射效率精確測量所帶來的問題，本專利技術(shù)提供一種激光能量計(jì)校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈輻射效率測量系統(tǒng)，本專利技術(shù)的另一個(gè)目的是提供一種激光能量計(jì)校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈輻射效率的測量方法。本專利技術(shù)的激光能量計(jì)校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈輻射效率測量系統(tǒng)，其特點(diǎn)是，所述的測量系統(tǒng)含有校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈、光輻射測量裝置、小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈、小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈恒流源、電能計(jì)、導(dǎo)線、電流通斷控制裝置、穩(wěn)壓器；其中，所述光輻射測量裝置含有積分球、燈固定柱、取樣孔遮擋板、取樣孔、光纖、可見光光譜儀、光譜儀信號(hào)線、計(jì)算機(jī)；電流通斷控制裝置含有時(shí)間繼電器、交流接觸器。校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈與小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈采用同種材料的燈絲和燈罩制成。激光能量計(jì)校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈輻射效率測量系統(tǒng)對(duì)校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈輻射效率測量時(shí)的連接關(guān)系為:校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈通過螺紋設(shè)置在光輻射測量裝置的燈固定柱上，校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈通過導(dǎo)線依次與電能計(jì)、電流通斷控制裝置、穩(wěn)壓器電連接。小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈對(duì)光輻射測量裝置校準(zhǔn)時(shí)的連接關(guān)系為:小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈通過螺紋設(shè)置在光輻射測量裝置的燈固定柱上，小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈通過導(dǎo)線依次與電能計(jì)、小功率標(biāo)準(zhǔn)齒鎢燈恒流源、穩(wěn)壓器電連接。光輻射測量裝置的連接關(guān)系為:燈固定柱的一端設(shè)置在積分球的球壁上，在積分球上設(shè)置有圓形取樣孔，在取樣孔的前方設(shè)置有一個(gè)圓形的取樣孔遮擋板，取樣孔遮擋板通過螺紋固定在積分球上，光纖連接積分球取樣孔和可見光光譜儀，可見光光譜儀采集得到的數(shù)據(jù)通 過光譜儀信號(hào)線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)里的數(shù)據(jù)采集與顯示軟件可以實(shí)時(shí)的顯示和存儲(chǔ)光譜數(shù)據(jù)；電流通斷控制裝置的連接關(guān)系為:交流接觸器的主接點(diǎn)通過導(dǎo)線分別與電能計(jì)、穩(wěn)壓器電連接，交流接觸器的輔助接點(diǎn)與時(shí)間繼電器電連接。所述小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈和校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈設(shè)置積分球的球心，并且小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈的中心、校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈的中心、取樣孔遮擋板的中心、取樣孔的中心在同一條直線上。所述的校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈的額定功率與小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈的額定功率之比小于10。所述的可見光光譜儀用一個(gè)可見光光譜儀并聯(lián)一個(gè)近紅外光譜儀替代，可見光光譜儀和近紅外光譜儀 讀取小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈的輻照度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。本專利技術(shù)的激光能量計(jì)校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈輻射效率測量系統(tǒng)的測量方法，其特征在于依次包括以下步驟: (a)利用積分球、燈固定柱、取樣孔遮擋板、取樣孔、光纖、可見光光譜儀、光譜儀信號(hào)線、計(jì)算機(jī)構(gòu)建一個(gè)光輻射測量裝置； (b)小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈經(jīng)法定計(jì)量單位校準(zhǔn)，獲得小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈的輻照度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)； (C)利用小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈對(duì)光輻射測量裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，在小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈穩(wěn)定后，記錄下每個(gè)波長λ s所對(duì)應(yīng)的光譜輻射數(shù)據(jù)Is，并用電能計(jì)測量小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈的輻射功率Ps ; (d)將校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈替換小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈，利用電流通斷控制裝置控制校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈與穩(wěn)壓器之間的通斷，利用時(shí)間繼電器控制交流接觸器的通斷，將時(shí)間繼電器的通電時(shí)間設(shè)置為ib，至此校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈輻射效率測量的所有準(zhǔn)備工作完成； (e)利用輻射測量裝置測量大功率鹵鎢燈從通電到斷電這段時(shí)間ib內(nèi)不同時(shí)刻每個(gè)波長』b所對(duì)應(yīng)的光譜輻射數(shù)據(jù)/b，利用電能計(jì)測量出校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈上消耗的電能Eb ; (f)由以下公式可以計(jì)算出通電時(shí)間為ib時(shí)校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈輻射效率Hb:本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種激光能量計(jì)校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈輻射效率測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的測量系統(tǒng)含有校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈(15)、光輻射測量裝置(18)、小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈(10)、小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈恒流源(13)、電能計(jì)(12)、導(dǎo)線(11)、電流通斷控制裝置(19)和穩(wěn)壓器(14)；其中，所述光輻射測量裝置(18)含有積分球(1)、燈固定柱(2)、取樣孔遮擋板(3)、取樣孔(4)、光纖(5)、可見光光譜儀(6)、光譜儀信號(hào)線(8)、計(jì)算機(jī)(9)；電流通斷控制裝置(19)含有時(shí)間繼電器(17)、交流接觸器(16)；所述激光能量計(jì)校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈輻射效率測量系統(tǒng)對(duì)校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈(15)輻射效率測量時(shí)的連接關(guān)系為，所述校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈(15)通過螺紋設(shè)置在光輻射測量裝置(18)的燈固定柱(2)上，校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈(15)通過導(dǎo)線(11)依次與電能計(jì)(12)、電流通斷控制裝置(19)、穩(wěn)壓器(14)電連接；所述小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈(10)對(duì)光輻射測量裝置(18)校準(zhǔn)時(shí)的連接關(guān)系為，所述小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈(10)通過螺紋設(shè)置在光輻射測量裝置(18)的燈固定柱(2)上，小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈(10)通過導(dǎo)線(11)依次與電能計(jì)(12)、小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈恒流源(13)、穩(wěn)壓器(14)電連接；所述光輻射測量裝置(18)的連接關(guān)系為，所述燈固定柱(2)的一端設(shè)置在積分球(1)的球壁上，在積分球(1)上設(shè)置有圓形取樣孔(4)，在取樣孔(4)的前方設(shè)置有一個(gè)圓形的取樣孔遮擋板(3)，取樣孔遮擋板(3)通過螺紋固定在積分球(1)上，光纖(5)連接積分球取樣孔(4)和可見光光譜儀(6)，可見光光譜儀(6)采集得到的數(shù)據(jù)通過光譜儀信號(hào)線(8)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)(9)，計(jì)算機(jī)(9)里的數(shù)據(jù)采集與顯示軟件可以實(shí)時(shí)的顯示和存儲(chǔ)光譜數(shù)據(jù)；所述電流通斷控制裝置(19)的連接關(guān)系為，交流接觸器(16)的主接點(diǎn)通過導(dǎo)線(11)分別與電能計(jì)(12)、穩(wěn)壓器(14)電連接，交流接觸器(16)的輔助接點(diǎn)與時(shí)間繼電器(17)電連接。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種激光能量計(jì)校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈輻射效率測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的測量系統(tǒng)含有校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈(15)、光輻射測量裝置(18)、小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈(10)、小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈恒流源(13)、電能計(jì)(12)、導(dǎo)線(11)、電流通斷控制裝置(19)和穩(wěn)壓器(14);其中，所述光輻射測量裝置(18)含有積分球(I)、燈固定柱(2)、取樣孔遮擋板(3)、取樣孔(4)、光纖(5)、可見光光譜儀(6)、光譜儀信號(hào)線(8)、計(jì)算機(jī)(9);電流通斷控制裝置(19)含有時(shí)間繼電器(17)、交流接觸器(16)； 所述激光能量計(jì)校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈輻射效率測量系統(tǒng)對(duì)校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈(15)輻射效率測量時(shí)的連接關(guān)系為，所述校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈(15)通過螺紋設(shè)置在光輻射測量裝置(18)的燈固定柱(2)上，校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈(15)通過導(dǎo)線(11)依次與電能計(jì)(12)、電流通斷控制裝置(19)、穩(wěn)壓器(14)電連接； 所述小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈(10)對(duì)光輻射測量裝置(18)校準(zhǔn)時(shí)的連接關(guān)系為，所述小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈(10)通過螺紋設(shè)置在光輻射測量裝置(18)的燈固定柱(2)上，小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈(10)通過導(dǎo)線(11)依次與電能計(jì)(12)、小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈恒流源(13)、穩(wěn)壓器(14)電連接； 所述光輻射測量裝置(18)的連接關(guān)系為，所述燈固定柱(2)的一端設(shè)置在積分球(I)的球壁上，在積分球(I)上設(shè)置有圓形取樣孔(4)，在取樣孔(4)的前方設(shè)置有一個(gè)圓形的取樣孔遮擋板(3)，取樣孔遮擋板(3)通過螺紋固定在積分球(I)上，光纖(5)連接積分球取樣孔(4)和可見光光譜儀(6)，可見光光譜儀(6)采集得到的數(shù)據(jù)通過光譜儀信號(hào)線(8)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)(9)，計(jì)算機(jī)(9)里的數(shù)據(jù)采集與顯示軟件可以實(shí)時(shí)的顯示和存儲(chǔ)光譜數(shù)據(jù)；所述電流通斷控制裝置(19)的連接關(guān)系為，交流接觸器(16)的主接點(diǎn)通過導(dǎo)線(11)分別與電能計(jì)(12)、穩(wěn)壓器 (14)電連接，交流接觸器(16)的輔助接點(diǎn)與時(shí)間繼電器(17)電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光能量計(jì)校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈輻射效率測量系統(tǒng)，其特征在于，所述小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈(10)和校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈(15)設(shè)置積分球⑴的球心，并且小功率標(biāo)準(zhǔn)鹵鎢燈(10)的中心、校準(zhǔn)用大功率鹵鎢燈(15)的中心、取樣孔遮擋板(3)的中心、取樣孔(4)的中...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張衛(wèi)，范國濱，魏繼鋒，常艷，徐德，周文超，周山，彭勇，田英華，黃德權(quán)，沙子杰，蔣志雄，胡曉陽，冉錚惠，
申請(專利權(quán))人：中國工程物理研究院應(yīng)用電子學(xué)研究所，中國工程物理研究院計(jì)量測試中心，
類型：發(fā)明
國別省市：四川;51