[发明专利]一种冲击温度诊断系统的标定与验证方法

摘要

本发明公开了一种冲击温度诊断系统的标定与验证方法，该方法包括以下步骤：步骤1，标定光路的建立，步骤2，利用所述步骤1中的SOP测温诊断系统分别诊断标准光源作为已知标准光源A及待测标准光源B的自发辐射发光，步骤3，利用所述步骤2中分别得到的两种光源的自发辐射强度计数C_A、C_B，对应求得其辐射强度L_A、L_B，步骤4，计算待测标准光源的温度，步骤5，两种色温标准光源互相标定验证SOP系统可靠性。本发明基于普朗克黑体辐射理论，以光学高温计测温法为诊断手段，利用两种不同色温的高温标准光源对冲击温度诊断系统进行互相标定。通过诊断系统获得温度数据，对比验证了冲击温度诊断系统的可靠性和置信度，并给出了系统可靠性的评价方法。

主权项

1.一种冲击温度诊断系统的标定与验证方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤1，标定光路的建立：该标定光路依次包括标准光源(1)、第一透镜(2)、靶室窗口(3)、第二透镜(4)、第三透镜(5)、反射镜(6)、潜望系统(7)、第四透镜(8)、窄带通道滤片(9)和条纹相机(10)，所述第一透镜(2)、靶室窗口(3)和第二透镜(4)组成第一成像系统，所述第三透镜(5)、反射镜(6)、潜望系统(7)和第四透镜(8)组成第二成像系统，所述第一成像系统、第二成像系统、窄带通道滤片(9)和条纹相机(10)依次放置组成SOP测温诊断系统，所述标准光源(1)的出光口置于光学系统前的物面位置，所述窄带通道滤片(9)放置在条纹相机(10)的狭缝(101)前，/n步骤2，利用所述步骤1中的SOP测温诊断系统分别诊断标准光源(1)作为已知标准光源(A)及待测标准光源(B)的自发辐射发光，并采用所述条纹相机(10)分别记录两次标定过程中光源的自发辐射图像，具体步骤为：将标准光源(1)选为已知标准光源(A)，将所述已知标准光源(A)置于SOP系统的物面，采集已知标准光源(A)经过SOP测温诊断系统后条纹相机(10)在一定扫描时间内的自发辐射强度计数C_A；再将标准光源(1)选为待测标准光源(B)置于SOP系统的物面，采集待测标准光源(B)经过SOP测温诊断系统后条纹相机(10)在一定扫描时间内的自发辐射强度计数C_B；/n步骤3，利用所述步骤2中分别得到的两种光源的自发辐射强度计数C_A、C_B，对应求得其辐射强度L_A、L_B，具体步骤为：由SOP测温诊断系统光路可知待测标准光源(B)的自发辐射强度计数C_B的计算公式为已知标准光源(A)的辐射强度计数C_A的计算公式为其中下标A与B分别代表已知标准光源和待测标准光源，C为单个像素的自发辐射强度计数，L(λ)为辐射强度，t为有效发光时间，η与系统收集立体角有关，Φ(λ)为系统光谱响应函数，将C_B除以C_A，得到L_B(λ)关于L_A(λ)的函数关系，由于所述步骤2中记录数据时采用的是条纹相机的动态扫描模式，所以每个像素点的有效发光时间均由t＝S_M/P给出，S_M表示相机扫描档程，P表示档程所对应的像素个数，由于标定过程中档程和像素均已知，则认为t_A与t_B为常数，若已知L_A(λ)则根据公式计算出L_B(λ)，/n步骤4，计算待测标准光源的温度：根据普朗克黑体辐射理论，温度为T的灰体的热辐射能量可写为则T可写为其中，h、c、k分别为普朗克常数、真空光速与玻尔兹曼常数，ε为发射率，λ为通道波长，若采用所述窄带通道滤片(9)为多通道滤片，则通过多通道拟合来获得待测标准光源(B)的温度，具体为，由多个通道的辐射强度值建立辐射强度L_B与波长λ的关系，采用普朗克公式对其进行非线性拟合，温度T与发射率ε为拟合参数，通过最小二乘法拟合得到待测标准光源(B)的温度T_B和发射率ε的值；若采用所述窄带通道滤片(9)为单通道滤片，则已知L_B和λ后，可直接由普朗克公式计算获得待测标准光源(B)的温度T_B，将所获得的待测标准光源(B)的色温T_B与该光源的色温标准值作对比，可求出实测值与标准值的偏差其中T_S表示出厂标准值；所述的标准光源色温标准值为该光源出厂色温已知参数，/n步骤5，两种色温标准光源互相标定验证SOP系统可靠性，将所述步骤2至步骤4中的已知标准光源(A)与待测标准光源(B)交换位置，将(B)作为已知标准光源，(A)作为待测标准光源，重复步骤2至步骤4，获得待测标准光源(A)的色温T_A与该光源已知出厂色温参数作对比，并求出实测值与标准值的偏差所述SOP系统可靠性P定义为：验证方法中所测得的温度与标准值的偏差小于5％的概率，若可靠性达到85％以上，则认为该系统是可靠的，即其中T_M、T_S分别表示实测温度值和出厂标准值，若分别以两种色温互为已知标准所测得标准光源色温皆与出厂色温参数相符较好，则验证了该冲击温度诊断SOP系统的可靠性，表明利用该测温诊断系统推算高温是可信的。/n