环境温度对红外辐射测量精度的影响及修正.pdf

第４４卷　 第５期　 　　　　　　　　　　　　　　激 光 与 红 外 Ｖｏｌ．４４，Ｎｏ．５ 　 ２０１４年５月　　　 　 　　　　　　　　　　ＬＡＳＥＲ　＆　ＩＮＦＲＡＲＥＤ Ｍａｙ，２０１４ 　　文章编号：１００１５０７８（２０１４）０５０５２２０６ ·红外技术及应用 · 环境温度对红外辐射测量精度的影响及修正 １ １ １，２ 孙志远 ，王　 ，常松涛 （１中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 １３００３３； ２中国科学院大学，北京 １０００４９） 摘　要：为了提高靶场红外系统的辐射特性测量精度，找出外场复杂环境温度变化对测量精度 的影响并进行相应地修正。首先，建立了红外系统辐射定标的数学模型，模型中包含杂散辐射 噪声影响和内部暗电流噪声的影响。接着，通过在高、低温箱内进行辐射定标实验，找出环境 温度变化对辐射定标模型中各参数的影响。实验结果表明：环境温度改变引起的杂散辐射变 化对辐射特性测量精度有较大影响。同时发现，环境温度变化时，杂散辐射引起的探测器像元 灰度输出变化量近似等于实测的全系统像元灰度变化量，最后根据这一结论提出一种简易的 适合外场应用的红外系统辐射定标数据修正方法，采用这种方法，以７０℃黑体为目标，在０～ ５０℃的温度范围内，黑体温度测量误差的均方根由０８℃降低到００９５℃。在不增加操作难度 的同时，大大地提高了外场红外辐射特性测量精度。 关键词：辐射测量；辐射定标；杂散辐射；外场修正 中图分类号：ＴＮ２１９　　文献标识码：Ａ　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０７８．２０１４．０５．０１０ Ｅｆｆｅｃｔａｎｄｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎｉｎｆｒａｒｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｒｅｃｉｓｉｏｎ １ １ １，２ ＳＵＮＺｈｉｙｕａｎ，ＷＡＮＧＭｉｎ，ＣＨＡＮＧＳｏｎｇｔａｏ （１ＣｈａｎｇｃｈｕｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓ，ＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００３３； ２ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｒａｄｉａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆ ｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｈａｎｇｅａｔｆｉｅｌｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｎｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｒｅｃｉｓｉｏｎｉｓｆｏｕｎｄｏｕｔａｎｄｃｏｒｒｅｃｔｅｄｃｏｒｒｅ ｓｐｏｎｄｉｎｇｌｙＦｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｆｏｒｉｎｆｒａｒｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｓｔｒａｙｒａｄｉａ ｔｉｏｎｎｏｉｓｅａｎｄｉｎｎｅｒｄａｒｋｃｕｒｒｅｎｔ，ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖａｒｉｅｔｙｏｎｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎｃａｌｉｂｒａ ｔｉｏｎｉｓｆｏｕｎｄｏｕｔｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎ