CN207689005U - 光学辐射标准单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学辐射标准单元，涉及光学辐射测量和标定的装置技术领域。所述标准单元包括固定光源、可调光源部和光电探测单元，固定光源和可调光源受控于主控计算机，固定光源在所述主控计算机的控制下输出光辐射亮度一定的光，用于对所述光学辐射标准单元的光辐射亮度实现粗输出；可调光源部通过主控计算机进行光学辐射亮度的精细控制输出，并与固定光源输出的光进行混合后输出，实现对所述辐射标准单元的标准辐射亮度的可调输出；光电探测单元受控于主控计算机，用于检测光学辐射标准单元视场输出的综合辐射亮度，形成可调光源部精确输出的控制偏量。所述光学辐射标准单元能够完成各类光电探测类仪器或模块的光电响应特性参数标定。

Description

光学辐射标准单元

技术领域

本实用新型涉及光学辐射测量和标定的装置技术领域，尤其涉及一种光学辐射标准单元。

背景技术

随着各种光电测角装置的广泛应用，对辐射量值检定和性能检测的需求逐渐增多。目前，各类光电测角装置（如电视测角仪）光谱范围和准确度、测角灵敏度、抗干扰性等指标是直接关系到装置能否有效探测目标，精确形成并传输信息的关键。为检测相关光学技术指标，一般配备带有光学辐射标准单元的各类参数检测仪，实施光电探测装置的量值测试和性能诊断。根据各类测角装置和参数检测仪的技术工艺特点，随着出厂时间增加，其光学辐射探测单元和辐射标准单元会变暗，探测灵敏度和模拟目标与背景的滤光片透过率会不断衰减，探测识别率和模拟标准目标特征也会变化，标定需求尤为迫切。

目前对光学辐射探测单元和光学辐射标准单元的标校方法一般为：在生产线上，建立技术复杂、体积庞大的生产工装，测角装置的光学辐射探测单元、参数检测仪的光学辐射标准单元与生产工装进行互检，未能实现有效的量值溯源和测量过程受控；其中，生产工装是通过各种环境试验筛选、设计定型的专装，存在试验和研制成本很高、维护困难、寿命短和无法更新等诸多问题；参数检测仪配发后一般有两种方法标定：一种是不对光学辐射光源标校，仅凭经验更换损坏的灯源等，进行必要的维修和保养；第二种是采用“生产工装”对参数检测仪的光学辐射光源进行标校，然后再用被标校出来的参数检测仪对批量生产的测角装置进行标校。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是如何提供一种能够完成各类光电探测类仪器或模块的光电响应特性参数标定的光学辐射标准单元。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种光学辐射标准单元，其特征在于：包括固定光源、可调光源部和光电探测单元，所述固定光源和可调光源受控于主控计算机，固定光源在所述主控计算机的控制下输出光辐射亮度一定的光，用于对所述光学辐射标准单元的光辐射亮度实现粗输出；可调光源部通过主控计算机进行光学辐射亮度的精细控制输出，并与固定光源输出的光进行混合后输出，实现对所述辐射标准单元的标准辐射亮度的可调输出；光电探测单元受控于所述主控计算机，用于检测光学辐射标准单元视场输出的综合辐射亮度，形成可调光源部精确输出的控制偏量。

进一步的技术方案在于：所述固定光源包括第一箱体，所述第一箱体上设置有积分球壳体，所述积分球壳体包括前半球壳体和后半球壳体，所述前半球壳体上均匀的设置有若干个固定光源灯，固定光源灯上的发光部分位于所述积分球壳体内，且固定光源灯发出的光强度固定，所述固定光源灯之间的前半球壳体上设置有光学输出孔，所述固定光源灯之间的前半球壳体上设有内置的LED标定灯和光电探测单元，所述LED标定灯的光源部分以及光电探测单元的探测部分位于所述积分球壳体内，所述光电探测单元的信号输出端与所述主控计算机的信号输入端连接，所述光电探测单元用于测量积分球壳体内光学辐射量值。

进一步的技术方案在于：所述积分球壳体的下端通过型材进行支撑，且所述积分球壳体上设有金属外罩，用于保护所述积分球壳体，所述金属外罩的左右斜面上设有把手。

进一步的技术方案在于：所述积分球壳体的半径为0.25m，前半球壳体与后半球壳体两者之间通过铆钉铆接成一体，且所述积分球壳体的内表面喷涂有高反射比的涂层；当点亮固定光源灯时，光辐射聚焦到积分球壳体内，在积分球壳体内壁上形成均匀辐射照度，照明内壁上的光电探测单元；固定光源灯采用150W的LED灯，积分球壳体内共安装4个固定光源灯，用于均匀光学辐射可控输出；4个固定光源灯与光学输出孔中心之间距离相等，且相邻的两个固定光源灯之间的中心角为90°，且每个固定光源灯均安装有后置风扇，用于散热降温，并通过灯座卡环与积分球壳体连接；内置LED标定灯采用国家标准LED灯，通过LED灯座卡环与积分球壳体403连接，其辐射亮度值作为自检用的标准值，用作监视探测系统辐射响应特性是否发生变化的内置恒定光源；光电探测单元采用面阵CCD探测组件，通过圆形卡环与积分球壳体连接，完成积分球内部光辐射测量；金属外罩与积分球壳体403之间通过微型铁链条进行连接。

进一步的技术方案在于：所述可调光源部包括风扇，所述风扇与壳体固定板固定连接，所述壳体固定板通过内六角螺丝与外散热遮光筒的一端固定连接，所述外散热遮光筒内设置有可移镜筒，在所述外散热遮光筒上对称的设置有两个镜筒位置调节孔，在与其中的一个镜筒位置调节孔相对应的可移镜筒上设有一个光源位置调节孔，第一滚花高头螺丝的一端穿过其中的一个镜筒位置调节孔与所述可移镜筒连接，所述可移镜筒内设置有一个可移光源座，第二滚花高头螺丝的一端依次穿过所述镜筒位置调节孔、光源位置调节孔后与可移光源座螺纹连接，通过调整第一滚花高头螺丝可调整所述可移镜筒相对于所述外散热遮光筒的位置，所述可移光源座上固定有150W光源，所述150W光源沿所述外散热遮光筒的轴向延伸，且所述150W光源的轴心与所述外散热遮光筒的轴心在同一条直线上，灯杯通过连接板固定在所述可移镜筒内，所述150W光源部分穿过所述灯杯，通过调整所述第二滚花高头螺丝的位置调整所述可移光源座的位置，进而实现所述150W光源位置的调整，通过调整可移镜筒以及可移光源座的位置，使得出射光束均匀，亮度适中；所述外散热遮光筒和可移镜筒上设有若干个散热孔，所述外散热遮光筒的另一端固定有可变光阑组件，所述可变光阑组件受控于所述主控计算机，用于在主控计算机的控制下实现150W光源出射光束的可调输出。

进一步的技术方案在于：所述可变光阑组件包括可调光阑和光阑外壳，所述光阑外壳上设有贯穿其前后表面的光束通过孔，所述光束通过孔与所述外散热遮光筒的出光端相对设置，所述可调光阑固定在所述光束通过孔内，所述光阑外壳上设有弧形孔，所述弧形孔两端的光阑外壳上分别设置有第一限位开关和第二限位开关，所述弧形孔内设置有滚动销，所述光阑外壳内设有传动杆，所述滚动销的一端与所述传动杆的一端可转动的连接，所述传动杆的另一端与所述可调光阑上的驱动手柄可转动的连接，所述滚动销的另一端与所述光阑外壳外的曲柄的一端固定连接，所述曲柄以及限位开关的外侧罩设有电机固定壳，所述电机固定壳与所述光阑外壳固定，步进电机的动力输出轴延伸入所述电机固定壳内并与所述曲柄的另一端固定连接，所述步进电机受控于所述主控计算机，步进电机在所述主控计算机的控制下转动，转动的步进电机动力输出轴驱动所述曲柄摆动，继而所述曲柄驱动所述传动杆运动，传动杆带动驱动手柄转动，转动的驱动手柄改变所述可调光阑的通光量，所述限位开关的信号输出端与所述主控计算机的信号输入端连接，用于感应所述曲柄的位置，防止滚动销在运动的过程中与所述弧形孔的两端接触。

进一步的技术方案在于：所述光阑外壳包括光阑前罩和光阑后罩，所述光阑前罩与光阑后罩固定连接，所述光束通过孔设置于所述光阑前罩与光阑后罩的上侧，且所述光阑前罩上光束通过孔的外侧设置有定位卡环，用于与积分球壳体上的可调光源进入孔卡接连接，所述电机固定壳设置于所述光阑前罩的下侧。

进一步的技术方案在于：所述光学辐射测量单元包括透镜、分光棱镜、目视瞄准镜、CCD探测单元、光谱仪单元和信号处理单元，透镜、分光棱镜和目视瞄准镜构成光学系统，所述透镜位于所述分光棱镜的左侧，被测对象发出的光经所述透镜传输给分光棱镜将光分为三路，一部分传输给目视瞄准镜，一部分传输给CCD探测单元，一部分传输给光谱仪单元，所述CCD探测单元的采样信号输出端以及光谱仪单元的采样信号输出端经所述信号处理单元与所述主控计算机连接；

光学系统收集被测对象发出的辐射光并将其光点和背景成像到CCD探测单元，CCD探测单元用于通过光学信号取样获得空间和辐射分辨的电子学信号，经信号处理单元处理后，通过存储于主控计算机内的辐射定标数据，转换成被检对象输出的辐射量值，获得光斑影像的辐射分布；光谱仪单元用于将光学系统成像并进入到光谱仪的光学信号，利用线阵CCD将分光后单色辐射转换成电信号，通过信号处理单元处理后获得输入光谱辐射随波长变化的相对光谱数据，进而获得被检对象平行光管输出的相对辐射光谱辐射分布，并与标准特征光谱进行比对，用于各种滤光片变化和光源老化后的光谱特性的检测标定。

进一步的技术方案在于：所述光学辐射测量单元包括测量单元外壳和光管外壳，所述光管外壳的左侧部分位于所述测量单元外壳内，所述光管外壳通过其上的管上夹座、位于测量单元外壳内的燕尾座以及位于光管外壳右侧的光管座与测量单元外壳固定连接，所述光管外壳的左右两端为开口设置，在靠近所述光管外壳右端的光管座内竖直的固定有透镜，在靠近所述光管外壳的左端开口内设置有分光棱镜，进入所述光管外壳的光通过所述分光棱镜后一部分传输给光管外壳左侧的CCD单元，所述CCD单元位于所述透镜左侧的焦平面上，一部分光传输给分光棱镜下侧的光谱仪单元，一部分光传输给分光棱镜前侧的目视瞄准镜，所述CCD单元通过CCD单元座固定在所述测量单元外壳内，所述光谱仪单元通过光谱仪座固定在所述测量单元外壳内，所述分光棱镜通过棱镜座以及棱镜压片固定在所述光管外壳内。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：用国家基准传递校准后的辐射计标定光学辐射标准单元内置积分球光源和内置的参考标准探测器，把辐射亮度基准传递给积分球；在保证积分球光源充满光学辐射标准单元视场的条件下，进行标定，得到光学辐射标准单元光源辐射亮度值，通过测量各类光电探测类仪器或模块的电压响应值，建立辐射亮度值与电压响应值的函数关系，从而实现被校对象光电响应特性的标定。

可调光源部通过主控计算机进行光学辐射亮度的精细控制输出，并与固定光源进行混合输出，保证辐射均匀并充满光学辐射单元输出视场，用于标准辐射亮度的输出；光电探测单元采用CCD探测组件，检测所述标准单元视场输出的综合辐射亮度，形成可调光源部精确输出的控制偏量，提高了光学辐射控制输出的精确度。

此外，所述固定光源通过使用积分球，可实现将可调光源部输出的光学辐射和固定光源输出的光学辐射混合后均匀的进行输出，提高了光学辐射输出的稳定性。

所述可调光源部中镜筒的位置可移动、光源座的位置可移动且设置有可调光阑，因此可以根据需要对所述可移镜筒的位置、可移光源座的位置进行调整以及可调光阑进行调整，使所述可调光源部能够输出合适的光学辐射值，满足标定各类光电探测类仪器或模块光电响应特性参数标定的需求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例中所述标定装置的原理框图；

图2是本实用新型实施例所述光学辐射标准单元的原理框图；

图3是本实用新型实施例中光学辐射测量单元的原理框图；

图4是本实用新型实施例所述标定装置中光学辐射标准单元的主视结构示意图；

图5是本实用新型实施例所述标定装置中光学辐射标准单元的侧视结构示意图；

图6是本实用新型实施例所述光学辐射标准单元中可调光源部的结构示意图；

图7是本实用新型实施例所述光学辐射标准单元中可调光阑的主视结构示意图；

图8是本实用新型实施例所述光学辐射标准单元中可调光阑的侧视结构示意图；

图9是本实用新型实施例所述光学辐射标准单元中可调光阑的去掉光阑前罩后的结构示意图；

图10是本实用新型实施例所述标定装置中光学辐射测量单元的结构示意图；

其中：101、光学辐射标准单元；102、光学辐射测量单元；103、主控计算机；

401、第一箱体；402、积分球壳体；403、可调光源部；404、固定光源灯；405、光学输出孔；406、LED标定灯；407、光电探测单元；408、金属外罩；409、镂空散热孔；

501、风扇；502、壳体固定板；503、内六角螺丝；504、外散热遮光筒；505、可移镜筒；506、镜筒位置调节孔；507、光源位置调节孔；508、第一滚花高头螺丝；509、可移光源座；510、第二滚花高头螺丝；511、150W光源；512、灯杯；513、连接板；514、可变光阑组件；515、灯座。

601、可调光阑；602、光束通过孔；603、弧形孔；604、第一限位开关；605、第二限位开关；606、滚动销；607、传动杆；608、驱动手柄；609、曲柄；610、电机固定壳；611、步进电机；612、光阑前罩；613、光阑后罩；614、定位卡环；

701、测量单元外壳；702、光管外壳；703、管上夹座；704、燕尾座；705、光管座706、透镜；707、分光棱镜；708、CCD单元；709、光谱仪单元；710、CCD单元座；711、光谱仪座；712、棱镜座；713、棱镜压片714、测量单元外罩。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，一种光学辐射标定装置，包括光学辐射标准单元101、光学辐射测量单元102以及主控计算机103。所述光学辐射标准单元101和光学辐射测量单元102受控于所述主控计算机103，所述光学辐射标准单元101用于在主控计算机的控制下输出标准的光学辐射量值，用于标定各类光电探测类仪器或模块的光电响应特性参数；所述光学辐射测量单元102用于在主控计算机103的控制下，对被检对象的光学输出量值和光谱特性进行测定。

进一步的，如图2所示，本实用新型实施例公开了一种光学辐射标准单元，所述光学辐射标准单元包括固定光源、可调光源部和光电探测单元。所述固定光源和可调光源受控于所述主控计算机，固定光源在所述主控计算机的控制下输出光辐射值一定的光，用于对所述光学辐射标准单元的光辐射值实现粗输出；可调光源部通过主控计算机进行光学辐射亮度的精细控制输出，并与固定光源输出的光进行混合后输出，实现对所述辐射标准单元的标准辐射亮度的可调输出；光电探测单元受控于所述主控计算机，用于检测所述光学辐射标准单元视场输出的综合辐射亮度，形成可调光源部精确输出的控制偏量。

进一步的，固定光源采用LED灯，并经过老练筛选，用国家计量标准进行了标校，其稳定性、可靠性非常好，光电探测单元采用CCD探测组件，光学辐射标准单元101与主控计算机103进行配置使用，主要用于在现场对辐射校准测试装置进行响应度均匀性、非线性、绝对响应度以及信噪比等参量的定标，同时，也可以给其它各种以CCD或CMOS为探测器件的光电探测系统建立一个标准光源，对光电系统响应性能进行检定校准。

如图3所示，所述光学辐射测量单元包括透镜、分光棱镜、目视瞄准镜、CCD探测单元、光谱仪单元和信号处理单元。透镜、分光棱镜和目视瞄准镜构成光学系统，所述透镜位于所述分光棱镜的一侧，被测对象发出的光经所述透镜传输给分光棱镜将光分为三路，一部分传输给目视瞄准镜，一部分传输给CCD探测单元，一部分传输给光谱仪单元，所述CCD探测单元的采样信号输出端以及光谱仪单元的采样信号输出端经所述信号处理单元与所述主控计算机连接；

光学系统收集被测对象发出的辐射光并将其光点和背景成像到CCD探测单元，CCD探测单元用于通过光学信号取样获得空间和辐射分辨的电子学信号，经信号处理单元处理（滤波、A/D转换、放大等处理）后，通过存储于主控计算机内的辐射定标数据，转换成被检对象输出的辐射量值，获得光斑影像的辐射分布，并具有空间分辨和辐射分辨的能力；光谱仪单元用于将光学系统成像并进入到光谱仪的光学信号，利用线阵CCD将分光后单色辐射转换成电信号，通过信号处理单元处理后获得输入光谱辐射随波长变化的相对光谱数据，进而获得被检对象平行光管输出的相对辐射光谱辐射分布，并与标准特征光谱进行比对，用于各种滤光片变化和光源老化后的光谱特性的检测标定。

其中光谱仪单元包括光纤、光谱仪光学系统、分光光栅、线阵CCD、驱动采集电路、CPU及通讯接口电路等，用于将所述光学辐射测量单元的光学系统进入到光纤光谱仪的光学信号，利用线阵CCD将分光后单色辐射转换成电信号，通过电子学单元处理后获得输入光谱辐射随波长变化的相对光谱数据，获得被检对象平行光管输出的相对辐射光谱辐射分布，并与标准特征光谱进行比对，具有监视光谱输出曲线变化的功能，主要解决各种滤光片变化和光源老化后的光谱特性的检测标定问题。

主控计算机103主要包括笔记本电脑和数据采集处理软件等，与光学辐射标准单元101和光学辐射测量单元102通过串口数据线进行连接，主要完成数据采集、控制、处理、显示、证书和报表处理等功能。主控计算机103内嵌光源控制软件，分别通过信号处理单元和CCD探测单元对光学辐射量值进行采样控制，通过光源控制软件对可调光源部和固定光源进行控制，通讯方式均用RS232串口通讯。软件设计上分两部分：一部分采用单片机对数据采样、串口通讯进行控制的下层软件设计，程序代码使用汇编语言编写；另一部分是基于计算机WINDOWS系统平台，对标校装置全系统进行采样控制和数据处理的上层软件，使用VC++语言编写。软件自动化程度高，通过图形用户界面实现了人机对话，能够方便地进行曲线的绘制及数据的存储。

如图4-图5所示所述固定光源包括第一箱体401，所述第一箱体401上设置有积分球壳体402，其中第一箱体401采用铝合金材质，用于为积分球壳体402提供机械支撑紧固作用；所述积分球壳体402包括前半球壳体和后半球壳体，半径为0.25m，两者之间通过铆钉铆接成一体，且积分球壳体402内部需进行打磨，保证表面光滑无毛刺，然后内表面喷涂高反射比的硫酸钡涂层，保证在400-900nm光谱反射率不低于96%，外表面喷涂为海蓝色；

所述前半球壳体上均匀的设置有若干个固定光源灯404，固定光源灯404上的发光部分位于所述积分球壳体402内，且固定光源404灯发出的光强度固定，当点亮固定光源404时，光辐射聚焦到积分球壳体内，在积分球壳体内壁上形成均匀辐射照度。所述固定光源灯404之间的前半球壳体上设置有光学输出孔405，所述固定光源灯404之间的前半球壳体上设有内置的LED标定灯406和光电探测单元407，所述LED标定灯406的光源部分以及光电探测单元407的探测部分位于所述积分球壳体402内，所述光电探测单元407的信号输出端与所述主控计算机的信号输入端连接，所述光电探测单元407用于测量积分球壳体内光学辐射量值。

固定光源404采用150W的LED灯，积分球壳体内共安装4个LED灯，用于均匀光学辐射可控输出；4个LED灯与光学输出孔405中心之间距离相等，且每个LED灯与光学输出孔405中心的连线之间均成90度夹角，每个LED灯通过定位卡环安装位置离积分球壳体402分上、下半球连接线的距离为3cm，保证4个LED灯的辐射亮度均匀充满积分球壳体402内视场，且每个LED灯均安装有后置风扇，用于散热降温，并通过灯座卡环与积分球壳体连接。

内置LED标定灯406采用国家标准LED灯，通过LED灯座卡环与积分球壳体402连接，其辐射亮度值作为所述光学辐射标准单元自检用的标准值，可用作监视探测系统辐射响应特性是否发生变化的内置恒定光源，在光学辐射标准单元鉴定或出厂时，可实现产品的自检。光电探测单元407采用面阵CCD探测组件，通过圆形卡环与积分球壳体402连接，完成积分球内部光辐射测量。光学输出孔405直径为130mm，输出孔上设有球口卡环，卡环上设有磨损防护罩，防护罩与积分球壳体402之间通过微型铁链条进行连接。金属外罩408采用轻质铝制型材，集成封装光源控制部和积分球壳体，可以防护相关线缆，而且设置镂空散热孔409，以免积分球壳体402内部过热，影响电子器件性能。

所述固定光源通过使用积分球，可实现将可调光源部输出的光学辐射和固定光源输出的光学辐射混合后均匀的进行输出，提高了光学辐射输出的稳定性。

如图6所示，可调光源部403与积分球壳体402之间采用三角筋结构紧固。如图6所示，所述可调光源部包括风扇501，所述风扇501与壳体固定板502固定连接，所述壳体固定板502通过内六角螺丝503与外散热遮光筒504的一端固定连接，所述风扇501用于对位于所述外散热遮光筒504内部的器件进行散热处理。所述外散热遮光筒504内设置有可移镜筒505，在所述外散热遮光筒504上对称的设置有两个镜筒位置调节孔506，所述镜筒位置调节孔506为长条孔。在与其中的一个镜筒位置调节孔506相对应的可移镜筒505上设有一个光源位置调节孔507，第一滚花高头螺丝508的一端穿过其中的一个镜筒位置调节孔506与所述可移镜筒505连接。通过调整第一滚花高头螺丝508可调整所述可移镜筒505相对于所述外散热遮光筒504的位置。

所述可移镜筒505内设置有一个可移光源座509，第二滚花高头螺丝510的一端依次穿过所述镜筒位置调节孔506、光源位置调节孔507后与可移光源座509螺纹连接。所述可移光源座509上通过灯座515固定有150W光源511，所述150W光源511沿所述外散热遮光筒504的轴向延伸，且所述150W光源511的轴心与所述外散热遮光筒504的轴心在同一条直线上。灯杯512通过连接板513固定在所述可移镜筒505内，所述150W光源511部分穿过所述灯杯512。通过调整所述第二滚花高头螺丝510的位置调整所述可移光源座509的位置，进而实现所述150W光源511位置的调整，通过调整可移镜筒505以及可移光源座509的位置，使得出射光束均匀，亮度适中；所述外散热遮光筒504和可移镜筒505上设有若干个散热孔，所述外散热遮光筒504的另一端固定有可变光阑组件514，所述可变光阑组件514受控于所述主控计算机，用于在主控计算机的控制下实现150W光源出射光束的可调输出，实现对固定光源的积分球壳体内部光学辐射的柔性调节。

所述可调光源部中镜筒的位置可移动、光源座的位置可移动且设置有可调光阑，因此可以根据需要对所述可移镜筒的位置、可移光源座的位置以及可调光阑的通过光进行调整，使所述可调光源部能够输出合适的光学辐射值，且光学辐射值可调范围大。所述可调光源部与固定光源输出的光进行混合后作为标定光源，使光学辐射标准单元能够标定各类光电探测类仪器或模块的光电响应特性。此外，所述可调光源部上设置有散热孔以及风扇，可有效的放置其内的光源温度过高，提高了所述光源的使用寿命。

如图7-图9所示，所述可变光阑组件514包括可调光阑601和光阑外壳，所述光阑外壳上设有贯穿其前后表面的光束通过孔602，所述光束通过孔602与所述外散热遮光筒504的出光端相对设置。所述可调光阑601固定在所述光束通过孔602内，所述光阑外壳上设有弧形孔603，所述弧形孔603两端的光阑外壳上分别设置有第一限位开关604和第二限位开关605。所述弧形孔603内设置有滚动销606，所述光阑外壳内设有传动杆607，所述滚动销606的一端与所述传动杆607的一端可转动的连接，所述传动杆607的另一端与所述可调光阑601上的驱动手柄608可转动的连接，所述滚动销606的另一端与所述光阑外壳外的曲柄609的一端固定连接。所述曲柄609以及限位开关的外侧罩设有电机固定壳610，所述电机固定壳610与所述光阑外壳固定，步进电机611的动力输出轴延伸入所述电机固定壳610内并与所述曲柄609的另一端固定连接。所述步进电机611受控于所述主控计算机103，步进电机611在所述主控计算机103的控制下转动，转动的步进电机611动力输出轴驱动所述曲柄609摆动，继而所述曲柄609驱动所述传动杆607运动，传动杆607带动驱动手柄608转动，转动的驱动手柄608改变所述可调光阑601的通光量，所述限位开关的信号输出端与所述主控计算机103的信号输入端连接，用于感应所述曲柄609的位置，防止滚动销606在运动的过程中与所述弧形孔603的两端接触。

进一步的，如图7-图9所示，所述光阑外壳包括光阑前罩612和光阑后罩613，所述光阑前罩612与光阑后罩613固定连接。所述光束通过孔602设置于所述光阑前罩612与光阑后罩613的上侧，且所述光阑前罩612上光束通过孔602的外侧设置有定位卡环614，用于与积分球壳体上的可调光源进入孔卡接连接，所述电机固定壳610设置于所述光阑前罩612的下侧。

所述限位开关的信号输出端与所述主控计算机的信号输入端连接，用于感应所述曲柄的位置，防止滚动销在运动的过程中与所述弧形孔的两端接触，可有效的减小曲柄运动产生的噪声，且可有效的提高曲柄的使用寿命；步进电机直接驱动所述传动杆，可有效的提高控制精度。

此外，所述可变光阑组件的前罩上设置有定位卡环，可实现与固定光源的可靠连接，防止漏光现象的发生。步进电机通过单独的电机固定壳与光阑外壳固定连接，提高了所述步进电机动力输出的稳定性。

如图10所示，所述光学辐射测量单元包括测量单元外壳701和光管外壳702，所述光管外壳702的左侧部分位于所述测量单元外壳701内，所述测量单元外壳701通过测量单元外罩714将其上端的开口封闭。所述光管外壳702通过其上的管上夹座703、位于测量单元外壳701内的燕尾座704以及位于光管外壳702右侧的光管座705与测量单元外壳701固定连接。所述光管外壳702的左右两端为开口设置，在靠近所述光管外壳702右端的光管座内竖直的固定有透镜706，在靠近所述光管外壳702的左端开口内设置有分光棱镜707。进入所述光管外壳702的光通过所述分光棱镜707后一部分传输给光管外壳左侧的CCD探测单元708，所述CCD探测单元708位于所述透镜706左侧的焦平面上，一部分光传输给分光棱镜707下侧的光谱仪单元709，一部分光传输给分光棱镜707前侧的目视瞄准镜。所述CCD探测单元708通过CCD探测单元座710固定在所述测量单元外壳701内，所述光谱仪单元709通过光谱仪座711固定在所述测量单元外壳701内，所述分光棱镜707通过棱镜座712以及棱镜压片713固定在所述光管外壳702内，所述光学辐射测量单元装调后，光学辐射测量单元的波像差不小于。

所述光学辐射标定装置的标校原理及流程如下：

步骤1）用国家基准传递校准后的辐射计标定光学辐射标准单元内置积分球光源和内置的参考标准探测器，把辐射亮度基准传递给积分球；在保证积分球光源充满光学辐射标准单元视场的条件下，进行标定，得到光学辐射标准单元光源辐射亮度值，通过测量各类光电探测类仪器或模块的电压响应值，建立辐射亮度值与电压响应值的函数关系，从而实现被校对象光电响应特性的标定。

步骤2）利用标定后的光学辐射标准单元将光学辐射量值传递给光学辐射测量单元，实现光学辐射测量单元的光电测量特性的标定；然后将光学辐射测量单元的光学系统对准被测对象（各种光学辐射输出装置如各类光源），通过测量被测对象的光学辐射量值和光谱特性，从而实现被测对象光学辐射输出特性的标定。

所述标定装置中光学辐射标准单元可以传递国家标准，并通过积分球给光学辐射测量单元，可以解决各类光电测量装置和生产工装互为标定，量值无法溯源到国家基准的问题；可以系统解决光源出射量值和光谱精确测量的问题。同时，该装置可以批量生产，利用LED可实现自定标，方便了实验室和外场使用；光学辐射标准单元和光学辐射测量单元可以独立配置、分开使用，其中光学辐射标准单元完成光学测量装置的量值标定，光学辐射测量单元完成光学辐射源装置输出量值和光谱特性的测量。具有小型化，自动化等优点，通过系统组件之间的配置，具备光学辐射标准输出标定和光学辐射测量功能。

Claims (7)

1.一种光学辐射标准单元，其特征在于：包括固定光源、可调光源部和光电探测单元，所述固定光源和可调光源受控于主控计算机（103），固定光源在所述主控计算机（103）的控制下输出光辐射值一定的光，用于对所述光学辐射标准单元（101）的光辐射值实现粗输出；可调光源部（403）通过主控计算机（103）进行光学辐射亮度的精细控制输出，并与固定光源输出的光进行混合后输出，实现对所述辐射标准单元（101）的标准辐射亮度的可调输出；光电探测单元（407）受控于所述主控计算机（103），用于检测光学辐射标准单元（101）视场输出的综合辐射亮度，形成可调光源部（403）精确输出的控制偏量。

2.如权利要求1所述的光学辐射标准单元，其特征在于：所述固定光源包括第一箱体（401），所述第一箱体（401）上设置有积分球壳体（402），所述积分球壳体（402）包括前半球壳体和后半球壳体，所述前半球壳体上均匀的设置有若干个固定光源灯（404），固定光源灯（404）上的发光部分位于所述积分球壳体（402）内，且固定光源灯（404）发出的光强度固定，所述固定光源灯（404）之间的前半球壳体上设置有光学输出孔（405），所述固定光源灯（404）之间的前半球壳体上设有内置的LED标定灯（406）和光电探测单元（407），所述LED标定灯（406）的光源部分以及光电探测单元（407）的探测部分位于所述积分球壳体内，所述光电探测单元（407）的信号输出端与所述主控计算机（103）的信号输入端连接，所述光电探测单元（407）用于测量积分球壳体（402）内光学辐射量值。

3.如权利要求2所述的光学辐射标准单元，其特征在于：所述积分球壳体（402）的下端通过型材进行支撑，且所述积分球壳体（402）上设有金属外罩（408），用于保护所述积分球壳体（402），所述金属外罩（408）的左右斜面上设有把手。

4.如权利要求3所述的光学辐射标准单元，其特征在于：所述积分球壳体（402）的半径为0.25m，前半球壳体与后半球壳体两者之间通过铆钉铆接成一体，且所述积分球壳体（402）的内表面喷涂有高反射比的涂层；当点亮固定光源灯（404）时，光辐射聚焦到积分球壳体（402）内，在积分球壳体（402）内壁上形成均匀辐射照度，照明内壁上的光电探测单元（407）；固定光源灯（404）采用150W的LED灯，积分球壳体（402）内共安装4个固定光源灯（404），用于均匀光学辐射可控输出；4个固定光源灯（404）与光学输出孔中心之间距离相等，且相邻的两个固定光源灯（404）之间的中心角为90°，且每个固定光源灯（404）均安装有后置风扇，用于散热降温，并通过灯座卡环与积分球壳体（402）连接；内置LED标定灯（406）采用国家标准LED灯，通过LED灯座卡环与积分球壳体（402）连接，其辐射亮度值作为自检用的标准值，用作监视探测系统辐射响应特性是否发生变化的内置恒定光源；光电探测单元（407）采用面阵CCD探测组件，通过圆形卡环与积分球壳体（402）连接，完成积分球内部光辐射测量；金属外罩（408）与积分球壳体（402）之间通过微型铁链条进行连接。

5.如权利要求1所述的光学辐射标准单元，其特征在于：所述可调光源部（403）包括风扇（501），所述风扇（501）与壳体固定板（502）固定连接，所述壳体固定板（502）通过内六角螺丝（503）与外散热遮光筒（504）的一端固定连接，所述外散热遮光筒（504）内设置有可移镜筒（505），在所述外散热遮光筒（504）上对称的设置有两个镜筒位置调节孔（506），在与其中的一个镜筒位置调节孔（506）相对应的可移镜筒（505）上设有一个光源位置调节孔（507），第一滚花高头螺丝（508）的一端穿过其中的一个镜筒位置调节孔（506）与所述可移镜筒（505）连接，所述可移镜筒（505）内设置有一个可移光源座（509），第二滚花高头螺丝（510）的一端依次穿过所述镜筒位置调节孔（506）、光源位置调节孔（507）后与可移光源座（509）螺纹连接，通过调整第一滚花高头螺丝（508）可调整所述可移镜筒（505）相对于所述外散热遮光筒（504）的位置，所述可移光源座（509）上固定有150W光源（511），所述150W光源（511）沿所述外散热遮光筒（504）的轴向延伸，且所述150W光源（511）的轴心与所述外散热遮光筒（504）的轴心在同一条直线上，灯杯（512）通过连接板（513）固定在所述可移镜筒（505）内，所述150W光源（511）部分穿过所述灯杯（512），通过调整所述第二滚花高头螺丝（510）的位置调整所述可移光源座（509）的位置，进而实现所述150W光源（511）位置的调整，通过调整可移镜筒（505）以及可移光源座（509）的位置，使得出射光束均匀，亮度适中；所述外散热遮光筒（504）和可移镜筒（505）上设有若干个散热孔，所述外散热遮光筒（504）的另一端固定有可变光阑组件（514），所述可变光阑组件（514）受控于所述主控计算机（103），用于在主控计算机（103）的控制下实现150W光源出射光束的可调输出。

6.如权利要求5所述的光学辐射标准单元，其特征在于：所述可变光阑组件（514）包括可调光阑（601）和光阑外壳，所述光阑外壳上设有贯穿其前后表面的光束通过孔（602），所述光束通过孔（602）与所述外散热遮光筒（504）的出光端相对设置，所述可调光阑（601）固定在所述光束通过孔（602）内，所述光阑外壳上设有弧形孔（603），所述弧形孔（603）两端的光阑外壳上分别设置有第一限位开关（604）和第二限位开关（605），所述弧形孔（603）内设置有滚动销（606），所述光阑外壳内设有传动杆（607），所述滚动销（606）的一端与所述传动杆（607）的一端可转动的连接，所述传动杆（607）的另一端与所述可调光阑（601）上的驱动手柄（608）可转动的连接，所述滚动销（606）的另一端与所述光阑外壳外的曲柄（609）的一端固定连接，所述曲柄（609）以及限位开关的外侧罩设有电机固定壳（610），所述电机固定壳（610）与所述光阑外壳固定，步进电机（611）的动力输出轴延伸入所述电机固定壳（610）内并与所述曲柄（609）的另一端固定连接，所述步进电机（611）受控于所述主控计算机（103），步进电机（611）在所述主控计算机（103）的控制下转动，转动的步进电机（611）动力输出轴驱动所述曲柄（609）摆动，继而所述曲柄（609）驱动所述传动杆（607）运动，传动杆（607）带动驱动手柄（608）转动，转动的驱动手柄（608）改变所述可调光阑（601）的通光量，所述限位开关的信号输出端与所述主控计算机（103）的信号输入端连接，用于感应所述曲柄（609）的位置，防止滚动销（606）在运动的过程中与所述弧形孔（603）的两端接触。

7.如权利要求6所述的光学辐射标准单元，其特征在于：所述光阑外壳包括光阑前罩（612）和光阑后罩（613），所述光阑前罩（612）与光阑后罩（613）固定连接，所述光束通过孔（602）设置于所述光阑前罩（612）与光阑后罩（613）的上侧，且所述光阑前罩（612）上光束通过孔（602）的外侧设置有定位卡环（614），用于与积分球壳体（402）上的可调光源进入孔卡接连接，所述电机固定壳（610）设置于所述光阑前罩（612）的下侧。