CN118168667A - 使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置，包括标准黑体、光学系统、红外探测组件和综合控制系统，光学系统包括摆镜组件、光阑组件、衰减组件和汇聚镜头，光阑组件用于光路装调时调整被测黑体及标准黑体的通光光束以使两侧光路辐射亮度保持平衡，摆镜组件包括反射镜组件、镜座、旋钮、转轴、定位限位装置和底座，汇聚镜头用于将光束汇聚至红外探测组件，红外探测组件用于实现对红外辐射能量的探测，综合控制系统用于完成对标准黑体、光学系统以及红外探测组件控制及数据采集处理以实现零平衡光学辐射比对。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中零平衡光学辐射比对装置结构均较复杂，成本高的技术问题。

Description

使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置

技术领域

本发明涉及黑体辐射校准技术领域，尤其涉及一种使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置。

背景技术

黑体辐射源在辐射测温、遥感、遥测、红外加热等诸多领域有重要而广泛的应用，其性能直接影响红外辐射测量设备的量值是否准确。零平衡光学辐射比对装置是国际先进的辐射测量装置,然而现有的零平衡光学辐射比对装置结构均较复杂，成本高。

发明内容

本发明提供了一种使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置，能够解决现有技术中零平衡光学辐射比对装置结构均较复杂，成本高的技术问题。

本发明提供了一种使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置，使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置包括：标准黑体，标准黑体用于提供标准的光学辐射参数进行量值比对和传递；光学系统和红外探测组件，光学系统用于实现对光路的切换和对光路的汇聚，光学系统包括摆镜组件、光阑组件、衰减组件和汇聚镜头，光阑组件用于光路装调时调整被测黑体及标准黑体的通光光束以使两侧光路辐射亮度保持平衡，摆镜组件用于实现光路在两个位置处的切换，摆镜组件包括反射镜组件、镜座、旋钮、转轴、定位限位装置和底座，反射镜组件设置在镜座上，旋钮通过转轴与镜座连接，旋钮通过转轴可带动反射镜组件转动，定位限位装置包括定位限位壳体、拉伸弹簧、弹簧定位支柱和弹簧导向支柱，定位限位壳体与镜座固定连接，定位限位壳体具有第一圆形沉孔和腰形槽，底座具有第二圆形沉孔，弹簧导向支柱设置在第一圆形沉孔内，弹簧定位支柱的一端设置在腰形槽内，弹簧定位支柱的另一端设置在第二圆形沉孔内，拉伸弹簧的一端与弹簧定位支柱连接，拉伸弹簧的另一端与弹簧导向支柱连接；衰减组件用于对光束的辐射亮度进行衰减，汇聚镜头对准红外探测组件，汇聚镜头用于将被测黑体及标准黑体的光束汇聚至红外探测组件，红外探测组件用于实现对红外辐射能量的探测；综合控制系统，综合控制系统分别与标准黑体、光学系统以及红外探测组件连接，综合控制系统用于完成对标准黑体、光学系统以及红外探测组件控制及数据采集处理以实现零平衡光学辐射比对。

进一步地，零平衡比对装置还包括光学系统底板，摆镜组件、光阑组件、衰减组件和汇聚镜头设置在光学系统底板上。

进一步地，光阑组件包括第一光阑和第二光阑，第一光阑用于光路装调时调整被测黑体一侧光路的通光光束，第二光阑用于光路装调时调整标准黑体一侧光路的通光光束。

进一步地，零平衡比对装置还包括温度传感器，温度传感器设置在第一光阑上，温度传感器用于监测环境温度。

进一步地，底座具有第一腰形孔，摆镜组件通过第一腰形孔安装在光学系统底板上。

进一步地，衰减组件包括衰减片组、衰减片提手板和衰减片座，衰减片提手板用于将衰减片组插入或拔出衰减片座，衰减片座具有第二腰形孔，衰减片座通过第二腰形孔可前后调节地设置在光学系统底板上。

进一步地，汇聚镜头包括汇聚透镜和镜头支架，汇聚透镜安装在镜头支架上，镜头支架具有第三腰形孔，镜头支架通过第三腰形孔可前后调节地设置在光学系统底板上。

进一步地，零平衡比对装置还包括遮光板，遮光板设置在汇聚镜头和衰减组件之间，遮光板用于实现对光学系统中光路之外的红外辐射屏蔽。

进一步地，第一光阑和第二光阑均为可调光阑，第一光阑和第二光阑的可调透光直径范围为0mm至20mm。

进一步地，定位限位装置还包括深沟球轴承，深沟球轴承设置在底座与定位限位壳体之间。

应用本发明的技术方案，提供了一种使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置，该零平衡比对装置通过设置标准黑体、光学系统、红外探测组件和综合控制系统，采用双光路的方法，通过摆镜组件进行光路切换，同时将标准黑体和被测黑体的辐射接收到红外探测组件,红外探测组件输出信号是标准黑体和被测黑体的辐射能量差,由综合控制系统一次进行处理,减少了红外弱小信号的漂移和测量时间,从而进一步保证了测量的准确性；通过摆镜组件进行光路切换，在满足测量精度的条件下，简化设备的光学系统结构，降低研制成本，使之进行国产化替代成为可能。此外，本发明所提供的摆镜组件通过设置旋钮、转轴和定位限位装置，定位限位装置包括定位限位壳体、拉伸弹簧、弹簧定位支柱和弹簧导向支柱，当需要调整反射镜组件的位置时，通过旋转旋钮，旋钮通过转轴带动反射镜组件转动，反射镜组件带动定位限位壳体转动，弹簧定位支柱在定位限位壳体的腰形槽两端的位置分别为反射镜组件偏转的定位位置，通过旋转定位限位壳体，使得弹簧定位支柱在定位限位壳体的腰形槽两端切换，实现位置的改变，在两个固定位置下，拉伸弹簧都处于拉伸状态，从而起到定位限位的作用，不经外力，反射镜组件的位置不会发生改变，此种方式能够满足机构可靠性和位置精度的前提下，简化机构的结构形式，减少随机误差对位置精度的影响，且使无法消除的随机误差降到最小，采用一种简单的装置，避免受微振动的影响，使其有较好的重复定位精度。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明的具体实施例提供的使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置的工作布局示意图；

图2示出了根据本发明的具体实施例提供的使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置的右视图；

图3示出了根据本发明的具体实施例提供的使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置的等轴测试图；

图4示出了根据本发明的具体实施例提供的基于弹簧定位的摆镜组件的结构示意图；

图5示出了根据本发明的具体实施例提供的定位限位装置的结构透视图；

图6示出了根据本发明的具体实施例提供的定位限位装置的俯视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1000、标准黑体；2000、光学系统；100、摆镜组件；10、反射镜组件；11、反射镜；12、反射镜框；20、镜座；30、旋钮；40、转轴；50、定位限位装置；51、定位限位壳体；511、上盖；512、轴承外套；52、拉伸弹簧；53、弹簧定位支柱；54、弹簧导向支柱；55、深沟球轴承；56、第一弹簧定位垫圈；57、第二弹簧定位垫圈；60、底座；60a、腰形孔；70、压盖；200、光阑组件；210、第一光阑；220、第二光阑；230、光阑支架；300、衰减组件；310、衰减片组；320、衰减片提手板；330、衰减片座；400、汇聚镜头；410、汇聚透镜；420、镜头支架；3000、红外探测组件；3100、探测支架；4000、综合控制系统；5000、光学系统底板；6000、遮光板；7000、连接线缆；8000、温度传感器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1至图6所示，根据本发明的具体实施例提供了一种使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置，使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置包括标准黑体1000、光学系统2000、红外探测组件3000和综合控制系统4000，标准黑体1000用于提供标准的光学辐射参数进行量值比对和传递，光学系统2000用于实现对光路的切换和对光路的汇聚，光学系统2000包括摆镜组件100、光阑组件200、衰减组件300和汇聚镜头400，光阑组件200用于光路装调时调整被测黑体及标准黑体1000的通光光束以使两侧光路辐射亮度保持平衡，摆镜组件100用于实现光路在两个位置处的切换，摆镜组件100包括反射镜组件10、镜座20、旋钮30、转轴40、定位限位装置50和底座60，反射镜组件10设置在镜座20上，旋钮30通过转轴40与镜座20连接，旋钮30通过转轴40可带动反射镜组件10转动，定位限位装置50包括定位限位壳体51、拉伸弹簧52、弹簧定位支柱53和弹簧导向支柱54，定位限位壳体51与镜座20固定连接，定位限位壳体51具有第一圆形沉孔和腰形槽，底座60具有第二圆形沉孔，弹簧导向支柱54设置在第一圆形沉孔内，弹簧定位支柱53的一端设置在腰形槽内，弹簧定位支柱53的另一端设置在第二圆形沉孔内，拉伸弹簧52的一端与弹簧定位支柱53连接，拉伸弹簧52的另一端与弹簧导向支柱54连接；衰减组件300用于对光束的辐射亮度进行衰减，汇聚镜头400对准红外探测组件3000，汇聚镜头400用于将被测黑体及标准黑体1000的光束汇聚至红外探测组件3000，红外探测组件3000用于实现对红外辐射能量的探测，综合控制系统4000分别与标准黑体1000、光学系统2000以及红外探测组件3000连接，综合控制系统4000用于完成对标准黑体1000、光学系统2000以及红外探测组件3000控制及数据采集处理以实现零平衡光学辐射比对。

应用此种配置方式，提供了一种使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置，该零平衡比对装置通过设置标准黑体、光学系统、红外探测组件和综合控制系统，采用双光路的方法，通过摆镜组件进行光路切换，同时将标准黑体和被测黑体的辐射接收到红外探测组件,红外探测组件输出信号是标准黑体和被测黑体的辐射能量差,由综合控制系统一次进行处理,减少了红外弱小信号的漂移和测量时间,从而进一步保证了测量的准确性；通过摆镜组件进行光路切换，在满足测量精度的条件下，简化设备的光学系统结构，降低研制成本，使之进行国产化替代成为可能。此外，本发明所提供的摆镜组件通过设置旋钮、转轴和定位限位装置，定位限位装置包括定位限位壳体、拉伸弹簧、弹簧定位支柱和弹簧导向支柱，当需要调整反射镜组件的位置时，通过旋转旋钮，旋钮通过转轴带动反射镜组件转动，反射镜组件带动定位限位壳体转动，弹簧定位支柱在定位限位壳体的腰形槽两端的位置分别为反射镜组件偏转的定位位置，通过旋转定位限位壳体，使得弹簧定位支柱在定位限位壳体的腰形槽两端切换，实现位置的改变，在两个固定位置下，拉伸弹簧都处于拉伸状态，从而起到定位限位的作用，不经外力，反射镜组件的位置不会发生改变，此种方式能够满足机构可靠性和位置精度的前提下，简化机构的结构形式，减少随机误差对位置精度的影响，且使无法消除的随机误差降到最小，采用一种简单的装置，避免受微振动的影响，使其有较好的重复定位精度。本发明所提供的摆镜组件与现有技术相比，具有以下优点：1)通过采用弹簧的定位限位装置，降低了结构的复杂性，提高了可靠性；减小了影响定位精度的随机误差，提高了定位精度；2)采用定位限位装置中拉伸弹簧的拉力力矩使反射镜能够稳定在工作位置，避免了运输或振动的影响，提高了稳定性；3)反射镜组件的两个工作位置对应弹簧定位支柱在定位限位壳体腰形槽两端的位置，位置精度与机械加工精度有关，降低了控制难度，且不会损失控制精度。

在本发明中，当摆镜组件处于第一设定位置时，被测黑体的通光光束依次穿过衰减组件300、汇聚镜头400进入红外探测组件3000，红外探测组件3000将采集到的第一光信号反馈至综合控制系统4000；然后摆镜组件进行摆动，当摆镜组件处于第二设定位置时，标准黑体的通光光束依次穿过衰减组件300、汇聚镜头400进入红外探测组件3000，红外探测组件3000将采集到的第二光信号反馈至综合控制系统4000；综合控制系统根据第一光信号和第二光信号完成光路切换的零平衡比对。

进一步地，在本发明中，为了提高装置的结构紧凑性，可将零平衡比对装置配置为还包括光学系统底板5000，摆镜组件100、光阑组件200、衰减组件300和汇聚镜头400设置在光学系统底板5000上。

在本发明中，为了保证被测黑体与标准黑体通光光束辐射亮度保持平衡，可将光阑组件200配置为包括第一光阑210和第二光阑220，第一光阑210用于光路装调时调整被测黑体一侧光路的通光光束，第二光阑220用于光路装调时调整标准黑体1000一侧光路的通光光束。作为本发明的一个具体实施例，第一光阑210和第二光阑220均为可调光阑，第一光阑210和第二光阑220的可调透光直径范围为0mm至20mm。

进一步地，在本发明中，为了消除环境温度对测量结果的影响，可将零平衡比对装置配置为还包括温度传感器，温度传感器设置在第一光阑210上，温度传感器用于监测环境温度。

在本发明中，底座60具有第一腰形孔，摆镜组件100通过第一腰形孔安装在光学系统底板5000上，摆镜组件100可通过第一腰形孔微调整反射镜组件的位置。

进一步地，在本发明中，为了拓宽红外探测组件对黑体温度的探测范围，对光的辐射亮度进行衰减，可将衰减组件300配置为包括衰减片组310、衰减片提手板320和衰减片座330，衰减片提手板320用于将衰减片组310插入或拔出衰减片座330，衰减片座330具有第二腰形孔，衰减片座330通过第二腰形孔可前后调节地设置在光学系统底板5000上。

此外，在本发明中，为了提高成像的清晰度，可将汇聚镜头400配置为包括汇聚透镜410和镜头支架420，汇聚透镜410安装在镜头支架420上，镜头支架420具有第三腰形孔，镜头支架420通过第三腰形孔可前后调节地设置在光学系统底板5000上。

进一步地，在本发明中，为了实现对光学系统中光路之外的红外辐射屏蔽作用，阻止其进入红外探测组件，可将零平衡比对装置配置为还包括遮光板6000，遮光板6000设置在汇聚镜头400和衰减组件300之间，遮光板6000用于实现对光学系统2000中光路之外的红外辐射屏蔽。

在本发明中，为了保证摆镜组件中定位限位壳体的顺利转动，可将定位限位装置50配置为还包括深沟球轴承55，深沟球轴承55设置在底座60与定位限位壳体51之间。

此外，在本发明中，定位限位壳体51包括上盖511和轴承外套512，上盖511与镜座20固定连接，上盖511与轴承外套512固定连接，第一圆形沉孔和腰形槽设置在轴承外套512上。

进一步地，在本发明中，为了实现工作位置的精确确定，底座60具有腰形孔60a，摆镜组件通过腰形孔60a调节底座60的位置。在此种配置方式下，底座60安装在工作台面上，当需要对摆镜工作位置进行精确确定时，可以通过底座60上的腰形孔进行进一步地调节以实现工作位置的精确确定。

在本发明中，为了进一步地实现工作位置的精确确定，可将底座60配置为具有多个第一腰形孔60a，多个第一腰形孔60a沿底座60的周向均匀间隔设置。作为本发明的一个具体实施例，底座60具有四个腰形孔60a，四个腰形孔60a沿底座60的周向均匀间隔设置，底座60具有4°的角度调节，实现工作位置的精确确定。

进一步地，在本发明中，为了保证拉伸弹簧与弹簧定位支柱以及弹簧导向支柱连接的可靠性，可将定位限位装置50配置为还包括第一弹簧定位垫圈56和第二弹簧定位垫圈57，第一弹簧定位垫圈56设置在弹簧定位支柱53上，第二弹簧定位垫圈57设置在弹簧导向支柱54上，拉伸弹簧52的一端设置在第一弹簧定位垫圈56与弹簧定位支柱53之间，拉伸弹簧52的另一端设置在第二弹簧定位垫圈57与弹簧导向支柱54之间。

此外，在本发明中，反射镜组件10包括反射镜11和反射镜框12，反射镜11设置在反射镜框12内。

在本发明中，为了保证反射镜组件在镜座上的可靠固定，基于弹簧定位的摆镜组件还包括压盖70，压盖70设置在镜座20上，压盖70用于固定反射镜组件10。

此外，在本发明中，为了保证反射镜组件在两个位置之间的顺利切换，拉伸弹簧52的拉力所产生的力矩小于手动旋转旋钮30的力矩。

为了对本发明有进一步地了解，下面结合图1至图6对本发明所提供的使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置进行详细说明。

如图1至图3所示，根据本发明的具体实施例提供了一种使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对设备涉及的装置包括标准黑体1000、光学系统2000、红外探测组件3000、综合控制系统4000和连接线缆7000，标准黑体1000用于提供标准的光学辐射参数进行量值比对和传递。光学系统2000用于实现对光路的切换和对光路的汇聚。红外探测组件3000用于对红外辐射能量的探测。综合控制系统4000完成对标准黑体1000、光学系统2000和红外探测组件3000的控制及数据采集处理。连接线缆7000是综合控制系统4000和标准黑体1000、光学系统2000和红外探测组件3000的通讯线缆。

基于弹簧定位的摆镜组件包括反射镜组件10、镜座20、旋钮30、转轴40、定位限位装置50、底座60和压盖70，定位限位装置50包括定位限位壳体51、拉伸弹簧52、弹簧定位支柱53、弹簧导向支柱54、深沟球轴承55、第一弹簧定位垫圈56和第二弹簧定位垫圈57，定位限位壳体51包括上盖511和轴承外套512，反射镜组件10包括反射镜11和反射镜框12。

手动旋转旋钮30带动转轴40的转动，实现反射镜11在两个工作位置的切换。安装有定位限位装置，该装置通过拉伸弹簧的拉力即可以实现反射镜的准确定位，提高反射镜的定位精度，又可以限制反射镜的运动范围。应用本发明的技术方案，无需高精度的位置传感器，即可实现反射镜的位置精度控制，降低了控制的难度，减少了研制成本。

反射镜11通过胶粘的方式安装在反射镜框12内，反射镜框12安装在镜座20内，通过压盖70固定反射镜组件10，压盖70通过螺丝固定于镜座20上；转轴40一端攻螺纹，与镜座20通过螺纹螺孔配合，并通过销钉定位；另一端嵌入旋钮30内。镜座20与定位限位装置50间隙配合，并通过销钉定位，使反射镜11、反射镜框12、镜座20、转轴40、定位限位装置50能够同步转动。定位限位装置50与底座60上的圆形支柱配合安装在底座60上，定位限位装置50能够使反射镜维持在两个工作位置。手动旋转旋钮通过转轴40带动反射镜11、反射镜框12、镜座20、转轴40、定位限位装置50旋转，实现位置的切换。底座60开有四个腰形孔，有4°的角度调节，实现工作位置的精确确定。

采用手动旋转的方式进行驱动，无任何电子元器件，零部件都为金属材料或非金属材料，大大降低了研制成本。

上盖511与轴承外套512、镜座20通过螺钉定位，实现同步转动。轴承外套512通过标准深沟球轴承55与底座60上的圆形支柱定位，轴承外套512上设置有圆形沉孔和腰形槽，弹簧导向支柱54嵌入圆形沉孔内，底座60设置有圆形沉孔，弹簧定位支柱54穿过轴承外套512的腰形槽，嵌入底座60的圆形沉孔内。弹簧定位支柱54和弹簧导向支柱54顶端与轴承外套512平台之间安装有第一弹簧定位垫圈56和第二弹簧定位垫圈57。拉伸弹簧52的一端设置在第一弹簧定位垫圈56与弹簧定位支柱53之间的空隙内，拉伸弹簧52的另一端设置在第二弹簧定位垫圈57与弹簧导向支柱54之间的空隙内。弹簧定位支柱54在轴承外套512的腰形槽两端的位置分别为反射镜偏转的定位位置，通过旋转轴承外套512，弹簧导向支柱54随着轴承外套512同步转动，弹簧定位支柱固定设置在底座60上保持不动，轴承外套512转动，使得弹簧定位支柱54在轴承外套512的腰形槽两端切换，实现位置的改变；在两个固定位置下，拉伸弹簧52都处于拉伸状态，从而起到定位限位的作用，不经外力，反射镜位置不会改变。

拉伸弹簧的拉力需满足拉力所产生的力矩需小于手动旋转旋钮的力矩。

拉伸弹簧52的拉力大小与弹簧定位支柱53和弹簧导向支柱54的距离有关；设计弹簧定位支柱53和弹簧导向支柱54之间最短距离为32.5mm；最长距离为35.3mm；拉伸弹簧的劲度系数为100N/m，在固定位置弹簧的拉力为1.25N；在中间位置弹簧的拉力为1.53N。

装配调试过程中，根据反射镜11在光路中的位置，调节底座60的腰形孔的位置实现工作位置的精确确定。通过轴承外套512上腰形槽的加工长度，实现反射镜11偏转角度的精确确定。

定位限位装置50，能够实现反射镜11的准确定位，又能够限制反射镜11的运动范围，同时采用定位限位装置50上拉伸弹簧52的拉力能够将反射镜11稳定在工作位置，避免由于运输或振动的影响导致反射镜偏离工作位置。

光学系统2000由光阑组件200、摆镜组件100、衰减组件300、汇聚镜头400组成。

光阑组件200包括第一光阑210和第二光阑220，第一光阑210用于调整被测黑体的通光光束，第二光阑220用于调整标准黑体1000的通光光束。光阑组件通过光阑支架230与光学系统底板5000连接，第一光阑210和第二光阑220均为可调光阑，第一光阑210和第二光阑220的可调透光直径范围为0mm至20mm。一侧第一光阑210的支架加工螺纹孔，安装环境温度传感器8000，消除环境温度对测量结果的影响，提高测量精度。光阑支架230的底部为腰形孔，可进行前后位置调节。

摆镜组件100，摆镜组件100与光学系统底板5000相连，所使用的摆镜可通过手动操作，也可通过电动操控，通过磁吸的方式实现摆镜在两个工作位置的精确定位。摆镜组件100的底座为腰形孔，可进行旋转方向的位置调节，通过光路装调，实现摆镜位置的精确确定。

衰减组件300，衰减组件300包括衰减片组310、衰减片提手板320和衰减片座330，衰减片组包括多个衰减片，衰减片组310嵌入在衰减片提手板320，通过插拔的方式放置于衰减片座330上，通过衰减片提手板320，可将衰减片组310插入或拔出衰减片座330，实现衰减片组310的单个和组合应用，以实现红外探测组件对宽范围红外信号的采集，衰减片座330安装在光学系统底板5000上，通过腰形槽可前后调节衰减片座330的位置。

汇聚镜头400，汇聚镜头400包括汇聚透镜410和镜头支架420，汇聚透镜410通过镜头支架420与光学系统底板5000相连，穿过遮光板6000，对准红外探测组件3000，遮光板6000实现对光学系统中光路之外的红外辐射屏蔽作用，阻止其进入红外探测组件3000，遮光板6000右下方开小孔，使摆镜组件的线缆和温度传感器线缆穿过连接至后端。镜头支架420的底部为腰形孔，可进行光轴方向前后位置调节，使成像清晰。

综上所述，本发明提供了一种使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置，该零平衡比对装置通过设置标准黑体、光学系统、红外探测组件和综合控制系统，采用双光路的方法，通过摆镜组件进行光路切换，同时将标准黑体和被测黑体的辐射接收到红外探测组件,红外探测组件输出信号是标准黑体和被测黑体的辐射能量差,由综合控制系统一次进行处理,减少了红外弱小信号的漂移和测量时间,从而进一步保证了测量的准确性；通过摆镜组件进行光路切换，在满足测量精度的条件下，简化设备的光学系统结构，降低研制成本，使之进行国产化替代成为可能。此外，本发明所提供的摆镜组件通过设置旋钮、转轴和定位限位装置，定位限位装置包括定位限位壳体、拉伸弹簧、弹簧定位支柱和弹簧导向支柱，当需要调整反射镜组件的位置时，通过旋转旋钮，旋钮通过转轴带动反射镜组件转动，反射镜组件带动定位限位壳体转动，弹簧定位支柱在定位限位壳体的腰形槽两端的位置分别为反射镜组件偏转的定位位置，通过旋转定位限位壳体，使得弹簧定位支柱在定位限位壳体的腰形槽两端切换，实现位置的改变，在两个固定位置下，拉伸弹簧都处于拉伸状态，从而起到定位限位的作用，不经外力，反射镜组件的位置不会发生改变，此种方式能够满足机构可靠性和位置精度的前提下，简化机构的结构形式，减少随机误差对位置精度的影响，且使无法消除的随机误差降到最小，采用一种简单的装置，避免受微振动的影响，使其有较好的重复定位精度。因此，本发明所提供的摆镜组件与现有技术相比，具有以下优点：1)通过采用弹簧的定位限位装置，降低了结构的复杂性，提高了可靠性；减小了影响定位精度的随机误差，提高了定位精度；2)采用定位限位装置中拉伸弹簧的拉力力矩使反射镜能够稳定在工作位置，避免了运输或振动的影响，提高了稳定性；3)反射镜组件的两个工作位置对应弹簧定位支柱在定位限位壳体腰形槽两端的位置，位置精度与机械加工精度有关，降低了控制难度，且不会损失控制精度；4)本发明所提供的基于弹簧定位的摆镜组件，无任何电子元器件，零部件都为金属材料或非金属材料，大大降低了研制成本。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置，其特征在于，所述使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置包括：

标准黑体(1000)，所述标准黑体(1000)用于提供标准的光学辐射参数进行量值比对和传递；

光学系统(2000)和红外探测组件(3000)，所述光学系统(2000)用于实现对光路的切换和对光路的汇聚，所述光学系统(2000)包括摆镜组件(100)、光阑组件(200)、衰减组件(300)和汇聚镜头(400)，所述光阑组件(200)用于光路装调时调整被测黑体及标准黑体(1000)的通光光束以使两侧光路辐射亮度保持平衡，所述摆镜组件(100)用于实现光路在两个位置处的切换，所述摆镜组件(100)包括反射镜组件(10)、镜座(20)、旋钮(30)、转轴(40)、定位限位装置(50)和底座(60)，所述反射镜组件(10)设置在所述镜座(20)上，所述旋钮(30)通过所述转轴(40)与所述镜座(20)连接，所述旋钮(30)通过所述转轴(40)可带动所述反射镜组件(10)转动，所述定位限位装置(50)包括定位限位壳体(51)、拉伸弹簧(52)、弹簧定位支柱(53)和弹簧导向支柱(54)，所述定位限位壳体(51)与所述镜座(20)固定连接，所述定位限位壳体(51)具有第一圆形沉孔和腰形槽，所述底座(60)具有第二圆形沉孔，所述弹簧导向支柱(54)设置在所述第一圆形沉孔内，所述弹簧定位支柱(53)的一端设置在所述腰形槽内，所述弹簧定位支柱(53)的另一端设置在所述第二圆形沉孔内，所述拉伸弹簧(52)的一端与所述弹簧定位支柱(53)连接，所述拉伸弹簧(52)的另一端与所述弹簧导向支柱(54)连接；所述衰减组件(300)用于对光束的辐射亮度进行衰减，所述汇聚镜头(400)对准所述红外探测组件(3000)，所述汇聚镜头(400)用于将所述被测黑体及所述标准黑体(1000)的光束汇聚至所述红外探测组件(3000)，所述红外探测组件(3000)用于实现对红外辐射能量的探测；

综合控制系统(4000)，所述综合控制系统(4000)分别与所述标准黑体(1000)、所述光学系统(2000)以及所述红外探测组件(3000)连接，所述综合控制系统(4000)用于完成对所述标准黑体(1000)、所述光学系统(2000)以及所述红外探测组件(3000)控制及数据采集处理以实现零平衡光学辐射比对。

2.根据权利要求1所述的使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置，其特征在于，所述零平衡比对装置还包括光学系统底板(5000)，所述摆镜组件(100)、所述光阑组件(200)、所述衰减组件(300)和所述汇聚镜头(400)设置在所述光学系统底板(5000)上。

3.根据权利要求2所述的使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置，其特征在于，所述光阑组件(200)包括第一光阑(210)和第二光阑(220)，所述第一光阑(210)用于光路装调时调整所述被测黑体一侧光路的通光光束，所述第二光阑(220)用于光路装调时调整所述标准黑体(1000)一侧光路的通光光束。

4.根据权利要求3所述的使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置，其特征在于，所述零平衡比对装置还包括温度传感器，所述温度传感器设置在所述第一光阑(210)上，所述温度传感器用于监测环境温度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置，其特征在于，所述底座(60)具有第一腰形孔，所述摆镜组件(100)通过所述第一腰形孔安装在所述光学系统底板(5000)上。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置，其特征在于，所述衰减组件(300)包括衰减片组(310)、衰减片提手板(320)和衰减片座(330)，所述衰减片提手板(320)用于将所述衰减片组(310)插入或拔出所述衰减片座(330)，所述衰减片座(330)具有第二腰形孔，所述衰减片座(330)通过所述第二腰形孔可前后调节地设置在所述光学系统底板(5000)上。

7.根据权利要求6所述的使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置，其特征在于，所述汇聚镜头(400)包括汇聚透镜(410)和镜头支架(420)，所述汇聚透镜(410)安装在所述镜头支架(420)上，所述镜头支架(420)具有第三腰形孔，所述镜头支架(420)通过所述第三腰形孔可前后调节地设置在所述光学系统底板(5000)上。

8.根据权利要求7所述的使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置，其特征在于，所述零平衡比对装置还包括遮光板(6000)，所述遮光板(6000)设置在所述汇聚镜头(400)和所述衰减组件(300)之间，所述遮光板(6000)用于实现对光学系统(2000)中光路之外的红外辐射屏蔽。

9.根据权利要求3所述的使用弹簧定位摆镜进行光路切换的零平衡比对装置，其特征在于，所述第一光阑(210)和所述第二光阑(220)均为可调光阑，所述第一光阑(210)和所述第二光阑(220)的可调透光直径范围为0mm至20mm。

10.根据权利要求1所述的基于弹簧定位的摆镜组件，其特征在于，所述定位限位装置(50)还包括深沟球轴承(55)，所述深沟球轴承(55)设置在所述底座(60)与所述定位限位壳体(51)之间。