辐射度量的测量课件.ppt

《辐射度量的测量课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第9章辐射度量的测量光谱辐射度量的测量总辐射度量的测量辐射温度的测量主要内容9.1光谱辐射度量的测量入射辐射前置光学系统分光装置I/O控制数据采集与处理A/D检测器光谱辐射度量测量系统组成FTIR目标a()探测器对目标和标准黑体辐射响应曲线定标后目标的光谱辐射曲线发射率计算FTIR目标a()点源光谱辐射量的测量9.2总辐射度量的测量光谱段辐射度量测量系统组成9.2总辐射度量的测量9.2总辐射度量的测量Fig.2Theoutputofdetector标定：ForextendedsourceL(,T)L0(,T)ForpointsourceE(

2、,T)E0(,T)ThecalibrationofL(,T)ofextendedsource(1)(2)(3)(4)(5)ThecalibrationofE(,T)ofpointsource(6)(7)(8)(9)(10)(11)上图为在某处所测到的飞机尾焰辐射，飞机由于距离远相当于点源，图中清楚地给出了飞机在起飞过程中所发出的辐射。需要完成的实验内部黑体的等效温度温升线性度点源测量误差测试面源测量误差测试内部黑体的等效温度以零输出法确定，即用一外部面型黑体通过调整其温度，使输出电压为零，这时表明外部黑体在范围内的辐射量经光学系统衰减后，与内部黑体经

3、过部分光学系统衰减后相等。由于种种原因产生零输出时各波段所对应的外部黑体温度多数情况下是不相等的，同时由于在实验室条件下高温面源（100C）不太容易得到，因此对于内部黑体的等效工作温度仅给出3-5um和8-12um。实验测得内部黑体的等效温度在3-5um和8-12um波段分别为：3-5m:68.3C8-12m:60.9CFig.3Thecurveofoutputvoltageofradiometervs.thetemperatureofobject温升线性度Fig.4Thecurveofextendedsourcesensitivityvs.temperatu

4、re在实际的标定过程中，为了减小标定数据的误差，需要注意以下几点：对于同一个温度点的不同波段进行标定之前，都要重新对准。采用远距小目标，即成像在探测器上占极小的面。如占到1/10以上，则还应给以面积修正。因为有目标的背景照度与没目标时背景照度是不相同的，后者增加了原目标所占面积对应的背景信号，或者说有目标时目标面积顶去了一块背景面积。测试条件应尽可能与标定时接近，否则必然带来误差。在点源的标定过程中，光阑应选用发射率较高的材料并且离黑体出射孔有一定的距离。这是随着黑体温度的升高以及标定时间的延长，光阑会被烤热，使背景辐射信号变大，影响测量精度。在实际的标定和测量过程中，还

5、必须考虑大气条件、各种噪声和暗电流的影响。值得注意的几点问题分布温度光源的分布温度是在一定谱段范围内光源光谱辐亮度曲线和黑体的光谱辐亮度曲线成比例或近似地成比例时的黑体温度，因而分布温度可描述光源的光谱能量分布特性。色温色温是颜色温度的简称，有几种定义的方法。在可见谱段内，当发射体和某温度的黑体有相同的颜色时，那末黑体温度就称为发射体的色温。即色温是由人眼主观色度感觉上把光源用相当一定温度的黑体来描述。9.3辐射温度的测量几个概念辐亮度温度实际发射体在某一波长(窄谱段范围内)的光谱辐亮度和黑体在某一温度同一波长下的光谱辐亮度相等时，黑体温度称为发射体的辐亮度温度。如果波长

6、在可见光谱范围内用人眼(或具有人眼光谱光视效率响应的探测器)来判断其间亮度相等时，则称为亮度温度，简称亮温。辐射温度辐射体的辐射温度是在整个光辐射的谱段范围内的辐亮度与某温度黑体辐亮度相等时黑体的温度，即9.3辐射温度的测量9.3.1亮温的测量光学高温计的结构待测亮温的光源B置于仪器的通光孔前，通过仪器物镜B1、光阑D1和中性滤光片A后，光源成像在高温计灯泡P的灯丝平面上。再经过光阑D2、目镜B2和红色滤光片F，由观察孔出射,人眼位于观察孔处。9.3.1亮温的测量光学高温计红色遮光片和人眼光谱光视效率曲线的组合，构成了中央波长约0.65m，谱段宽度约80nm的响应特性(

7、见图9-14中带剖面线部分)。由于人眼在这个窄的红色谱段内灵敏度很低，故辐射源温度变化所引起的颜色的变化，已很难为人眼所察觉，故不会因为色差异造成亮度平衡的困难。图9-14光学高温计的光谱响应光学高温计的观察视场内，人眼可看到待测辐射源和高温计灯泡灯丝像(图9-15)。调节灯泡的灯丝电流，使人眼在视场内看到的灯丝像逐渐“消隐”，由指示仪表读数，可直接读得待测辐射源的亮温值。灯丝“消隐”表示灯丝亮度和待测辐射源在0.65m窄谱段内亮度值相等，只要灯丝电流和亮温读数事先经过标定，则仪器就可方便地用于辐射源亮温的测量中。由于灯丝电