一種被動(dòng)式傅里葉變換紅外光譜儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于一種被動(dòng)式傅里葉變換紅外光譜儀，具體涉及一種高量程的被動(dòng)式傅里葉變換紅外光譜儀。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)外用于紅外輻射測(cè)量的傅里葉變換紅外光譜儀都是通過(guò)改變光闌的孔徑和電增益，來(lái)調(diào)整剛溥儀接收到的目標(biāo)輻射的亮度值，獲得合適的電壓，這對(duì)于輻射亮度較低的低溫對(duì)象，可以實(shí)現(xiàn)輻射特性的測(cè)量。但當(dāng)被測(cè)對(duì)象的輻射亮度大，如火箭推進(jìn)劑羽流，溫度往往高于1500°C，則通過(guò)調(diào)整光闌和電增益，檢測(cè)器仍會(huì)出現(xiàn)飽和情況，因此，為了拓寬光譜儀的測(cè)量范圍，需要對(duì)現(xiàn)有傅里葉變換紅外輻射光譜儀進(jìn)行改造。
[0003]專利申請(qǐng)?zhí)枮?00720306027.9的實(shí)用新型公開了一種采用不銹鋼絲的中性衰減網(wǎng)構(gòu)件，加裝在光譜儀視窗前的方法，這種方法成本低，但僅僅能將傅里葉變換紅外光譜儀的測(cè)溫量程由600°C提高到2000°C，且不銹鋼絲做光學(xué)衰減，易出現(xiàn)光信號(hào)的不規(guī)則散射。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型目的在于提供一種高量程的被動(dòng)式傅里葉變換紅外光譜儀。
[0005]本實(shí)用新型為一種高量程的被動(dòng)式傅里葉變換紅外光譜儀的技術(shù)方案為:
[0006]—種高量程的被動(dòng)式傅里葉變換紅外光譜儀，該裝置包括傅里葉變換紅外光譜儀、輸入準(zhǔn)直器、望遠(yuǎn)鏡，在輸入準(zhǔn)直器和望遠(yuǎn)鏡之間安裝有中性密度光學(xué)衰減器，該中性密度光學(xué)衰減器上設(shè)有具有通光孔的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤，在通光孔內(nèi)裝有中性密度光學(xué)衰減片，在中性密度光學(xué)衰減器上對(duì)稱設(shè)有固定支架將中性密度光學(xué)衰減器與輸入準(zhǔn)直器緊密扣合。
[0007]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下顯著的優(yōu)點(diǎn):
[0008]1、通過(guò)在傅里葉變換紅外光譜儀的輸入準(zhǔn)直器前安裝中性密度光學(xué)衰減器構(gòu)件，使紅外光譜儀的量程大大擴(kuò)展(可擴(kuò)展到3000°C以上)，尤其是對(duì)高輻射亮度的目標(biāo)，儀器不會(huì)發(fā)生飽和現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室用標(biāo)準(zhǔn)紅外輻射源標(biāo)定后，可精確測(cè)量高溫目標(biāo)的輻射特性。該技術(shù)可使現(xiàn)有的傅里葉變換紅外光譜儀經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單改造后，完成高輻射特性目標(biāo)的測(cè)試。2、中性密度光學(xué)衰減器采用中性密度光學(xué)衰減片作為紅外輻射衰減材料，材料利用物質(zhì)對(duì)光的吸收或反射特性，可將光強(qiáng)衰減，且不同波長(zhǎng)均按同一比例衰減，使得光學(xué)元件在寬波段內(nèi)保持相等的光能量透過(guò)率。因此，具有保證待測(cè)信號(hào)不受改變影響和性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型高量程被動(dòng)式傅里葉變換紅外光譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本實(shí)用新型中性密度光學(xué)衰減器的俯視圖。
[0011]圖3為本實(shí)用新型中性密度光學(xué)衰減器的側(cè)視圖。
[0012]圖中，I為傅里葉變換紅外光譜儀，2為輸入準(zhǔn)直器，3為望遠(yuǎn)鏡，4為中性密度光學(xué)衰減器，5為固定支架，6為通光孔、7為調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤、8為中性密度光學(xué)衰減片、9為帶圈。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0014]如圖1所示的高量程的被動(dòng)式傅里葉變換紅外光譜儀，包括望遠(yuǎn)鏡3、中性密度光學(xué)衰減器4、輸入準(zhǔn)直器2、傅里葉變換紅外光譜儀I。中性密度光學(xué)衰減器4位于望遠(yuǎn)鏡3和輸入準(zhǔn)直器2之間，可以使來(lái)自于目標(biāo)的輻射經(jīng)過(guò)一定衰減后，再進(jìn)入傅里葉變換紅外光譜儀I的光路系統(tǒng)中。
[0015]如圖2和圖3為中性密度光學(xué)衰減器4的俯視圖和側(cè)視圖。該中性密度光學(xué)衰減器4上設(shè)有具有通光孔6的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤7，在通光孔6內(nèi)裝有中性密度光學(xué)衰減片8，在中性密度光學(xué)衰減器4上對(duì)稱設(shè)有固定支架5將中性密度光學(xué)衰減器4與輸入準(zhǔn)直器2緊密扣入口 ο
[0016]通光孔6可為圓形，數(shù)量為5?10個(gè)，通光孔6的大小與輸入準(zhǔn)直器2的通光口相適應(yīng)，通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤7可以選擇不同的通光孔6。通光孔6的大小與輸入準(zhǔn)直器2的通光口相適應(yīng)，相異的通光孔6內(nèi)裝有帶有帶圈9且不同透光率的中性密度光學(xué)衰減片8，透光率范圍為10.0%?99.0%，光密度漸變范圍從0D0-0D4。優(yōu)選的，中性密度光學(xué)衰減片8為固定吸收型光學(xué)衰減片，其透光波段范圍為紫外至遠(yuǎn)紅外，波長(zhǎng)為2 μ m?100 μ m。
[0017]進(jìn)一步的，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤7外沿設(shè)為齒輪狀，在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤7上，在每個(gè)中性密度光學(xué)衰減器片8所在通光孔6位置處，標(biāo)有相應(yīng)中性密度光學(xué)衰減器片8的透光率刻度。
[0018]高溫目標(biāo)發(fā)出的紅外輻射經(jīng)過(guò)中性密度衰減片后，能量均勻衰減，衰減后的能量處于儀器量程之內(nèi)，即可準(zhǔn)確測(cè)量紅外輻射特性和溫度。對(duì)于不同透光率的中性密度光學(xué)衰減片，在使用前需要用標(biāo)準(zhǔn)黑體進(jìn)行標(biāo)定。
[0019]常規(guī)黑體的工作溫度范圍在幾百度至一千度，傅里葉變換紅外光譜儀在溫度過(guò)高時(shí)，傅里葉變換紅外光譜儀的檢測(cè)器會(huì)飽和，因而無(wú)法對(duì)高輻射強(qiáng)度和溫度的目標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。要擴(kuò)展傅里葉變換紅外光譜儀的量程，需根據(jù)需要選擇所需中性密度光學(xué)衰減片的透光率，儀器的量程可以通過(guò)選擇不同透光率的中性密度光學(xué)衰減片、更改衰中性密度光學(xué)衰減片的數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體步驟包括:
[0020]步驟I，利用標(biāo)準(zhǔn)黑體確定所用傅里葉變換紅外光譜儀的最高量程，這涉及到在測(cè)試距離處，調(diào)節(jié)黑體的溫度并觀察儀器的電壓值，如果電壓值達(dá)到飽和，即可確定該距離下傅里葉變換紅外光譜儀的量程；
[0021]步驟2，按照中性密度光學(xué)衰減片透光率由低到高，選擇不同透光率的中性密度光學(xué)衰減片，測(cè)量各個(gè)衰減片檔位下的量程；
[0022]步驟4，分別用黑體對(duì)各個(gè)中性密度光學(xué)衰減片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定；
[0023]步驟5，選擇合適的檔位，利用改裝好后的被動(dòng)式傅里葉變換光譜儀進(jìn)行輻射特性測(cè)試。
[0024]本實(shí)用新型采用中性密度光學(xué)衰減片作為光衰減材料，中性密度光學(xué)衰減片是利用物質(zhì)對(duì)光的吸收或反射特性，可將光強(qiáng)衰減，可見(jiàn)光區(qū)到遠(yuǎn)紅外光區(qū)范圍的光通過(guò)中性密度濾光片后，不同波長(zhǎng)均按同一比例衰減，使得光學(xué)元件在寬波段內(nèi)保持近似于相等的光能量透過(guò)率。將不同透光率的中性密度衰減片安裝在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤的通光孔內(nèi)，將通光孔與儀器的入射準(zhǔn)直器同軸安裝，使光束保持傳播方向不變的情況下，光強(qiáng)得到一定程度的衰減，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同高紅外輻射強(qiáng)度的待測(cè)對(duì)象的精確量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種被動(dòng)式傅里葉變換紅外光譜儀，包括傅里葉變換紅外光譜儀(I)、輸入準(zhǔn)直器(2)、望遠(yuǎn)鏡(3)，其特征在于，所述的輸入準(zhǔn)直器(2)和望遠(yuǎn)鏡(3)之間安裝有中性密度光學(xué)衰減器(4)，該中性密度光學(xué)衰減器(4)上設(shè)有具有通光孔￠)的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤(7)，在通光孔(6)內(nèi)裝有中性密度光學(xué)衰減片(8)，在中性密度光學(xué)衰減器(4)上對(duì)稱設(shè)有固定支架(5)將中性密度光學(xué)衰減器(4)與輸入準(zhǔn)直器(2)緊密扣合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種被動(dòng)式傅里葉變換紅外光譜儀，其特征在于，所述的通光孔(6)為圓形，數(shù)量為5?10個(gè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種被動(dòng)式傅里葉變換紅外光譜儀，其特征在于，所述的通光孔(6)的大小與輸入準(zhǔn)直器(2)的通光口相適應(yīng)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種被動(dòng)式傅里葉變換紅外光譜儀，其特征在于，所述的相異的通光孔出)內(nèi)裝有不同透光率的中性密度光學(xué)衰減片(8)，透光率范圍為10.0%?99.0%,光密度漸變范圍從0D0-0D4。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種被動(dòng)式傅里葉變換紅外光譜儀，其特征在于，所述的中性密度光學(xué)衰減片(8)為固定吸收型光學(xué)衰減片，其透光波段范圍為紫外至遠(yuǎn)紅外，波長(zhǎng)為 2 μ m ?100 μ m。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種被動(dòng)式傅里葉變換紅外光譜儀，其特征在于，所述的中性密度光學(xué)衰減片(8)設(shè)置有帶圈(9)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種被動(dòng)式傅里葉變換紅外光譜儀，其特征在于，所述的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤(7)外沿為齒輪狀，在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤(7)上標(biāo)有對(duì)應(yīng)中性密度光學(xué)衰減器片(8)透光率的刻度。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高量程的被動(dòng)式傅里葉變換紅外光譜儀，包括傅里葉變換紅外光譜儀、輸入準(zhǔn)直器、望遠(yuǎn)鏡，輸入準(zhǔn)直器和望遠(yuǎn)鏡之間安裝有中性密度光學(xué)衰減器，該中性密度光學(xué)衰減器上設(shè)有具有通光孔的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤，在通光孔內(nèi)裝有中性密度光學(xué)衰減片，在中性密度光學(xué)衰減器上對(duì)稱設(shè)有固定支架將中性密度光學(xué)衰減器與輸入準(zhǔn)直器緊密扣合。本實(shí)用新型通過(guò)在被動(dòng)式傅里葉變換紅外光譜儀的輸入準(zhǔn)直儀前加裝中性密度光學(xué)衰減器，使傅里葉變換紅外光譜儀的輻射測(cè)量的量程大大擴(kuò)展，避免了由于高強(qiáng)度輻射源造成的儀器信號(hào)飽和無(wú)法測(cè)試的問(wèn)題，具有保證待測(cè)信號(hào)不受改變影響和性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。
【IPC分類】G01J3/28, G01J3/02
【公開號(hào)】CN204944677
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520712547
【發(fā)明人】孫美, 趙鳳起, 許毅, 楊燕京, 安亭, 李燕, 陳艷虹, 朱順官, 張琳
【申請(qǐng)人】西安近代化學(xué)研究所, 南京理工大學(xué)
【公開日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年9月15日