[发明专利]一种黑体腔吸收比的测量装置

说明书

本发明实施例公开一种黑体腔吸收比的测量装置。该测量装置包括用于作为光源的激光，用于将激光发出的光分成参考光和信号光的分光镜，用于接收所述信号光的第一积分球，连接第一积分球且用于将信号光转换为信号光电压的第一光电转换器，用于接收参考光的第二积分球，连接第二积分球且用于将参考光转换为参考光电压的第二光电转换器，第一积分球安装于二维平台上，第一积分球能够在垂直于信号光的平面上移动。本发明实施例所提供的测量装置采用扫描方式，使得激光的单点光源也可以照亮黑体腔的整个底面，有效地提高了测量精度和准确性。

技术领域

本发明涉及太阳光辐照度测量的技术领域，具体涉及一种黑体腔吸收比的测量装置。

背景技术

太阳总辐照度(Total Solar Irradiance，TSI)是地球外部能源的主要来源。太阳绝对辐射计是观测太阳总辐照度的主要手段。太阳绝对辐射计基于电功率复现光功率产生的腔温变化的原理，通过精确测量的等效电功率可以获得未知的光功率。

目前，各国都在进行太阳总辐照度(TSI)的测量。比利时将太阳辐照度绝对辐射计搭载在航天器上长期监测太阳总辐照度(TSI)；美国采用TIM监测太阳总辐照度(TSI)；瑞士采用PMOD6监测太阳总辐照度(TSI)；中国采用自主研制的太阳总辐照度监测仪(TISM)进行监测太阳总辐照度(TSI)。

太阳绝对辐射计的核心探测器是黑体腔，光功率在黑体腔内经过多次反射和吸收，转化为温升，从而使得腔温达到新的平衡状态。黑体腔的吸收比是测量太阳总辐照度的重要修正量，在使用太阳绝对辐射计前，需要在实验室测量黑体腔的吸收比。目前，为了保证光源的稳定性，测量黑体腔吸收比的方法通常采用激光作为光源。然而，在实际应用过程中，太阳绝对辐射计的光源是太阳。相比于太阳，激光的光源半径较小，不能照亮黑体腔的底面，而太阳辐射经过主光阑是可以照亮黑体腔的整个底面，黑体腔的实际吸收比应该是整个黑体腔地面吸收比的平均值。因此，传统方法测量的黑体腔吸收比与实际上的黑体腔的吸收比存在系统误差。

因此，针对现有测量黑体腔吸收比所存在的问题，急需一种能够避免或减少系统误差的测量黑体腔吸收比的测量装置。

发明内容

针对现有黑体腔吸收比的测量装置所存在的系统误差问题，本发明实施例提出一种采用二维扫描方式的测量黑体腔吸收比的测量装置。本发明实施例所提供的黑体腔吸收比的测量装置采用二维扫描方式，使得激光的单点光源也可以照亮黑体腔的整个底面，避免了现有测量方式由于激光单点光源所引起的系统误差，并采用平均吸收比表征黑体腔对太阳辐射的实际吸收比，有效地提高了测量精度和准确性。

该黑体腔吸收比的测量装置的具体方案如下：一种黑体腔吸收比的测量装置，包括激光，用于作为所述测量装置的光源；分光镜，用于将所述激光发出的光分成参考光和信号光；第一积分球，用于接收所述信号光；第一光电转换器，连接所述第一积分球，用于将所述信号光转换为信号光电压；第二积分球，用于接收所述参考光；第二光电转换器，连接所述第二积分球，用于将所述参考光转换为参考光电压；所述第一积分球安装于二维平台上，所述第一积分球能够在垂直于所述信号光的平面上移动。

优选地，所述二维平台具有动力源，在所述动力源的驱动下，所述二维平台沿垂直于所述信号光的平面移动。

优选地，所述测量装置还包括位于所述激光和所述分光镜之间的功率稳定器，用于提高所述激光的光源稳定性。

优选地，所述分光镜为半透半反镜。

优选地，所述测量装置还包括位于所述第一积分球的出光孔前方的样品。

优选地，所述样品用于反射所述信号光。

优选地，所述样品包括黑体腔、标准白板和背景。

优选地，所述第一积分球以相同的步距在垂直与所述信号光的平面上移动，分别扫描所述黑体腔、标准白板和背景。