[发明专利]激光能量计校准用大功率卤钨灯残余能量辐射效率测量系统及测量方法

说明书

技术领域

本发明属于激光能量计校准技术领域，具体涉及一种激光能量计校准用大功率卤钨灯残余能量辐射效率测量系统及测量方法。

背景技术

在利用大功率卤钨灯作为校准源对高能激光能量计校准时，大功率卤钨灯上消耗的电能量一部分转换成光能辐射到被校准的高能激光能量计的吸收腔体上，另外一部分将以热能的形式滞留在大功率卤钨灯的灯丝和灯罩上，大功率卤钨灯在电源关断时刻实际向外界辐射的总能量可以利用光电型探测器测量得到。在大功率卤钨灯电源切断后，卤钨灯上残余的能量仍然会不断的向外辐射能量，这部分能量随着时间的增长而不断增大，最终趋近于一个常数。由于高能激光能量计的吸收体在大功率卤钨灯电源关断以后一定时间内才能达到热平衡，在这段时间内由于大功率卤钨灯残余能量辐射的影响吸收体上的热能仍然会增长，因此必须测量出大功率卤钨灯残余能量辐射占消耗总能量的比例，即残余能量的辐射效率，这样在最终的计算中就可以对这部分能量进行修正和补偿，从而提高校准精度。

但是残留在大功率卤钨灯上的能量却无法采用光电型探测器测量，那么校准的精度就会受到较大的影响。为了获得大功率卤钨灯在电源关断时刻实际向外界辐射的总能量，传统的方法是通过测量大功率卤钨灯的灯丝和灯罩材料的质量、比热和温升，并计算出残留在大功率卤钨灯上的能量，但这种方法的测量精度很低，无法满足校准的精度要求。当已知大功率卤钨某段时间内消耗的电能时，只需要测量出大功率卤钨灯在这段时间内的辐射效率就可以得到大功率卤钨灯在该段时间内向外界辐射的总能量。

由于大功率卤钨灯在电源关断后灯丝的色温会逐渐降低，因此辐射的光谱范围和最大辐射波长也不不断变化，采用光电型探测器无法获取整个辐射光谱也无法完成辐射能量的定标。另外大功率卤钨灯通常具有较大的体积，从大功率卤钨灯上辐射出来的光在空间上并不均匀，由于激光能量计吸收腔内部空间较狭小，直接将探测器安装在吸收腔内部测量的方式无法消除空间非均匀性对测量精度造成的影响。如果将大功率卤钨灯设置在积分球内部时，由于积分球对不同波长的光的衰减倍率不同，而辐射谱线在不断变化，采用积分球匀化取样的方式已经无法使用。并且随着大功率卤钨灯的灯丝温度降低周围的环境温度对残余能量辐射的影响已经无法忽略了，这些因素均给大功率卤钨灯残余你呢改良辐射效率的测量造成较大困难。

发明内容

为了解决校准用大功率卤钨灯残余能量辐射光谱范围宽、辐射的光谱形状随时间不断变化、辐射的空间非均匀性以及环境温度等因素对校准用大功率卤钨灯残余能量辐射效率测量所带来的问题，本发明提供一种激光能量计校准用大功率卤钨灯残余能量辐射效率测量系统，本发明的另一个目的是提供一种激光能量计校准用大功率卤钨灯残余能量辐射效率的测量方法。

本发明的激光能量计校准用大功率卤钨灯残余能量辐射效率测量系统，其特点是，所述的测量系统含有校准用大功率卤钨灯、卤钨灯固定支架、温控箱、宽光谱型功率计、计算机、电能计、时间继电器、交流接触器、稳压器、功率计信号线、导线；其连接关系为，所述的卤钨灯固定支架设置在温控箱内部底板上，校准用大功率卤钨灯两端通过螺钉固定在卤钨灯固定支架上，温控箱上设置有一个圆孔，圆孔的直径大于校准用大功率卤钨灯的长度；所述的宽光谱型功率计设置在校准用大功率卤钨灯中心的垂线上，宽光谱型功率计与校准用大功率卤钨灯的距

离设置为L，并且宽光谱型功率计的光敏面中心、大功率卤钨灯中心、温控箱上的圆孔中心在同一条直线上；所述的校准用大功率卤钨灯通过导线依次与电能计、交流接触器、稳压器电连接；所述的交流接触器的主接点通过导线分别与电能计、稳压器电连接，交流接触器的辅助接点与时间继电器电连接，宽光谱型功率计所测得的功率数据通过功率计信号线与计算机相连接。

所述的宽光谱型功率计与校准用大功率卤钨灯中心之间的距离L大于校准用大功率卤钨灯尺寸的10倍。

一种用于激光能量计校准用大功率卤钨灯残余能量辐射效率测量系统的测量方法，其特征在于依次包括如下步骤：

(a)、将校准用大功率卤钨灯按照校准状态设置到被校激光能量计内部，利用温度计测量出不同通电时长下被校激光能量计内部的环境温度T；

(b)、将校准用大功率卤钨灯水平设置在卤钨灯固定架上，卤钨灯固定支架设置在温控箱内，利用交流接触器控制校准用大功率卤钨灯与稳压器之间的通断，利用时间继电器控制交流接触器的通断，时间继电器的通电时间设置为t₁；