红外热辐射光源发光特性的测量方法和装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010595707.7 (22)申请日 2020.06.28 (71)申请人 中国科学院微电子研究所 地址 100029 北京市朝阳区北土城西路3号 (72)发明人 范元媛邱乙耕亓岩颜博霞 王延伟韩哲齐月静王宇 (74)专利代理机构 北京华沛德权律师事务所 11302 代理人 房德权 (51)Int.Cl. G01J 1/42(2006.01) G01J 1/02(2006.01) (54)发明名称 一种红外热辐射光源发光特性的测量方法 和装置 (57)摘要 本发明涉及红外。

2、热辐射光源测量技术领域， 具体涉及一种红外热辐射光源发光特性的测量 方法和装置。 该方法包括： 利用光电探测器获取 红外辐射光源在设定角度的实时光功率； 判断红 外辐射光源的光功率的增长趋势是否符合一次 函数关系； 若是， 则控制红外辐射光源在水平面 内分别以第一路径和第二路径绕设定位置转动； 获取第一测量光功率阵列和第二测量光功率阵 列； 获取红外热辐射光源的光强分布。 本发明巧 妙地构建了第一路径和第二路径， 利用红外热辐 射光源在准热平衡状态后输出的光功率与时间 呈线性关系的特性， 通过叠加， 将红外热辐射光 源转换为了辐射功率恒定的辐射源， 从而低成本 高效准确地测量出了红外热辐射光源。

3、发光特性。 权利要求书3页 说明书15页 附图2页 CN 111595439 A 2020.08.28 CN 111595439 A 1.一种红外热辐射光源发光特性的测量方法， 其特征在于， 所述方法包括： 利用光电探测器获取红外辐射光源在设定角度的实时光功率； 其中， 所述光电探测器 的感光区域中心点与所述红外辐射光源的设定位置的距离为设定长度； 根据所述实时光功率， 判断所述红外辐射光源的光功率的增长趋势是否符合一次函数 关系； 若是， 则控制所述红外辐射光源在水平面内以第一路径绕所述设定位置转动； 其中， 所 述第一路径为由最小测量角度到最大测量角度再到所述最小测量角度的路径； 所述第一。

4、路 径中所述红外辐射光源经若干次转动到达若干个第一测量角度； 所述若干次转动中每次转 动的旋转角度均为设定角度； 所述若干次转动中每次转动的速度均为设定速度； 所述若干 次转动中相邻转动的间隔时间为第一设定时间； 所述最小测量角度为所述红外辐射光源的 中轴线正对所述光电探测器的感光区域时所述红外辐射光源的中轴线与所述光电探测器 的感光区域的法线方向之间的角度； 所述最大测量角度为所述光电探测器能够检测到所述 红外辐射光源的所述红外辐射光源的中轴线与所述光电探测器的感光区域的法线方向之 间的最大劣角； 利用所述光电探测器获取所述若干个第一测量角度对应的第一测量光功率阵列； 控制所述红外辐射光源在。

5、水平面内以第二路径绕所述设定位置旋转； 其中， 所述第二 路径为由所述最大测量角度到所述最小测量角度再到所述最大测量角度的路径； 所述第二 路径中所述红外辐射光源经若干次旋转到达若干个第二测量角度； 所述若干次旋转中每次 旋转的旋转角度均为所述设定角度； 所述若干次旋转中每次旋转的速度均为所述设定速 度； 所述若干次旋转中相邻旋转的间隔时间为所述第一设定时间； 利用所述光电探测器获取所述若干个第二测量角度对应的第二测量光功率阵列； 根据所述第一测量光功率阵列和所述第二测量光功率阵列， 获取所述红外热辐射光源 的光强分布。 2.根据权利要求1所述的测量方法， 其特征在于， 所述根据所述实时光功率。

6、， 判断所述 红外辐射光源的光功率的增长趋势是否符合一次函数关系， 包括： 判断所述红外辐射光源的第一实时光功率P1、 第二实时光功率P2、 第三实时光功率P3和 第四实时光功率P4是否符合不等式组； 其中所述不等式组的表达式为： 其中， 第一实时光功率P1、 第二实时光功率P2、 第三实时光功率P3和第四实时光功率P4的 采集时间依次间隔第二设定时间； P为设定最大波动功率； 若是， 则认定所述红外辐射光源的光功率的增长趋势符合一次函数关系。 3.根据权利要求1所述的测量方法， 其特征在于， 所述根据所述第一测量光功率阵列和 所述第二测量光功率阵列， 获取所述红外热辐射光源的光强分布， 包括。

7、： 权利要求书 1/3 页 2 CN 111595439 A 2 按照所述红外辐射光源的测量角度对所述第一测量光功率阵列和所述第二测量光功 率阵列中的数据进行聚类处理， 构建测量光功率矩阵； 其中， 所述测量角度为测量时所述红 外辐射光源的中轴线与所述光电探测器的感光区域的法线方向之间的劣角； 对所述测量光功率矩阵进行归一化处理， 获取归一化测量光功率矩阵； 对所述归一化测量光功率矩阵中每个所述红外辐射光源的测量角度对应的数据进行 均值计算， 获取所述红外热辐射光源的光强分布。 4.根据权利要求3所述的测量方法， 其特征在于， 所述对所述测量光功率矩阵进行归一 化处理， 获取归一化测量光功率矩。

8、阵， 包括： 获取所述测量光功率矩阵的每个行向量中的最大数值； 其中， 所述测量光功率矩阵的 列向量为所述测量角度中同一测量角度对应的数据； 所述测量光功率矩阵的行向量为所述 测量角度中不同测量角度对应的数据； 根据所述每个行向量中的最大数值， 对所述每个行向量进线归一化处理， 获取所述归 一化测量光功率矩阵。 5.一种红外热辐射光源发光特性的测量装置， 其特征在于， 所述装置包括： 实时光功率获取模块， 用于利用光电探测器获取红外辐射光源在设定角度的实时光功 率； 其中， 所述光电探测器的感光区域中心点与所述红外辐射光源的设定位置的距离为设 定长度； 第一判断模块， 用于根据所述实时光功率，。

9、 判断所述红外辐射光源的光功率的增长趋 势是否符合一次函数关系； 第一控制模块， 用于在所述红外辐射光源的光功率的增长趋势符合一次函数关系时， 控制所述红外辐射光源在水平面内以第一路径绕所述设定位置转动； 其中， 所述第一路径 为由最小测量角度到最大测量角度再到所述最小测量角度的路径； 所述第一路径中所述红 外辐射光源经若干次转动到达若干个第一测量角度； 所述若干次转动中每次转动的旋转角 度均为设定角度； 所述若干次转动中每次转动的速度均为设定速度； 所述若干次转动中相 邻转动的间隔时间为第一设定时间； 所述最小测量角度为所述红外辐射光源的中轴线正对 所述光电探测器的感光区域时所述红外辐射光源。

10、的中轴线与所述光电探测器的感光区域 的法线方向之间的角度； 所述最大测量角度为所述光电探测器能够检测到所述红外辐射光 源的所述红外辐射光源的中轴线与所述光电探测器的感光区域的法线方向之间的最大劣 角； 第一测量光功率阵列获取模块， 用于利用所述光电探测器获取所述若干个第一测量角 度对应的第一测量光功率阵列； 第二控制模块， 用于控制所述红外辐射光源在水平面内以第二路径绕所述设定位置旋 转； 其中， 所述第二路径为由所述最大测量角度到所述最小测量角度再到所述最大测量角 度的路径； 所述第二路径中所述红外辐射光源经若干次旋转到达若干个第二测量角度； 所 述若干次旋转中每次旋转的旋转角度均为所述设定。

11、角度； 所述若干次旋转中每次旋转的速 度均为所述设定速度； 所述若干次旋转中相邻旋转的间隔时间为所述第一设定时间； 第二测量光功率阵列获取模块， 用于利用所述光电探测器获取所述若干个第二测量角 度对应的第二测量光功率阵列； 光强分布获取模块， 用于根据所述第一测量光功率阵列和所述第二测量光功率阵列， 权利要求书 2/3 页 3 CN 111595439 A 3 获取所述红外热辐射光源的光强分布。 6.根据权利要求5所述的测量装置， 其特征在于， 所述第一判断模块， 包括： 第二判断模块， 用于判断所述红外辐射光源的第一实时光功率P1、 第二实时光功率P2、 第三实时光功率P3和第四实时光功率P。

12、4是否符合不等式组； 其中所述不等式组的表达式为： 其中， 第一实时光功率P1、 第二实时光功率P2、 第三实时光功率P3和第四实时光功率P4的 采集时间依次间隔第二设定时间； P为设定最大波动功率； 认定模块， 用于在所述红外辐射光源的第一实时光功率P1、 第二实时光功率P2、 第三实 时光功率P3和第四实时光功率P4符合所述不等式组时， 认定所述红外辐射光源的光功率的 增长趋势符合一次函数关系。 7.根据权利要求5所述的测量装置， 其特征在于， 所述光强分布获取模块， 包括： 测量光功率矩阵构建模块， 用于按照所述红外辐射光源的测量角度对所述第一测量光 功率阵列和所述第二测量光功率阵列中的。

13、数据进行聚类处理， 构建测量光功率矩阵； 其中， 所述测量角度为测量时所述红外辐射光源的中轴线与所述光电探测器的感光区域的法线 方向之间的劣角； 归一化测量光功率矩阵获取模块， 用于对所述测量光功率矩阵进行归一化处理， 获取 归一化测量光功率矩阵； 第一获取模块， 用于对所述归一化测量光功率矩阵中每个所述红外辐射光源的测量角 度对应的数据进行均值计算， 获取所述红外热辐射光源的光强分布。 8.根据权利要求7所述的测量装置， 其特征在于， 所述归一化测量光功率矩阵获取模 块， 包括： 最大数值获取模块， 用于获取所述测量光功率矩阵的每个行向量中的最大数值； 其中， 所述测量光功率矩阵的列向量为所。

14、述测量角度中同一测量角度对应的数据； 所述测量光功 率矩阵的行向量为所述测量角度中不同测量角度对应的数据； 第二获取模块， 用于根据所述每个行向量中的最大数值， 对所述每个行向量进线归一 化处理， 获取所述归一化测量光功率矩阵。 9.一种红外热辐射光源发光特性的测量设备， 其特征在于， 包括： 存储器， 用于存储计算机程序； 处理器， 用于执行所述计算机程序以实现权利要求1至4任一所述的方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序 被处理器执行时以实现权利要求1至4任一所述的方法的步骤。 权利要求书 3/3 页 4 CN 111595439。

15、 A 4 一种红外热辐射光源发光特性的测量方法和装置 技术领域 0001 本发明涉及红外热辐射光源测量技术领域， 具体涉及一种红外热辐射光源发光特 性的测量方法和装置。 背景技术 0002 辐射源是光学系统的激励源， 对整个光学系统有着决定性的影响。 在光学设计的 过程中， 辐射源的发光特性， 即辐射光强的分布状况， 是设计的基础和起点， 可谓牵一发而 动全身， 足以产生蝴蝶效应。 因此辐射源发光特性的准确测量尤为重要。 0003 热辐射光源的发光方式为发光材料在热平衡状态下， 把热能转化为光能。 热辐射 光源和我们生活中常见的太阳、 白炽灯、 卤素灯， 属于非相干光源， 可以产生连续的光谱，。

16、 是 激光等相关光源不可替代的。 理想的热辐射光源就是黑体， 辐射过程遵循黑体辐射。 红外热 辐射光源并非理想的黑体， 不可能把电能完全转化为光能， 其他的能量以热的形式溢出， 在 发光特性测量装置的各部分上产生热积累， 破坏热平衡状态， 制约系统性能， 对测量结果产 生影响。 0004 测量光源的发光特性就是获取光源辐射出的光强分布情况， 需要各个角度的光强 度值。 目前很多快速测量光源发光特性的方法是在各个角度都安装上探测器， 同时获取不 同角度的测量值。 红外热辐射光源是目前常用的宽谱段红外光源， 可以连续辐射近、 中、 远 波段的红外线。 但是， 红外波段以及中红外波段的探测器价格昂贵。

17、， 多探测器同时测量的方 法固然很好， 但存在成本高、 装置复杂、 维护复杂等现实问题。 0005 而由于红外热辐射光源的发热量大， 即便为其配备主动散热装置， 也并不能保证 其辐射功率恒定， 从而无法使用单探测器测量红外热辐射光源的发光特性。 0006 因此， 如何低成本高效准确地测量出红外热辐射光源发光特性， 是目前亟需解决 的技术问题。 发明内容 0007 本发明的目的是提供一种红外热辐射光源发光特性的测量方法和装置， 以低成本 高效准确地测量出红外热辐射光源发光特性。 0008 本发明实施例提供了以下方案： 0009 第一方面， 本发明实施例提供一种红外热辐射光源发光特性的测量方法， 。

18、所述方 法包括： 0010 利用光电探测器获取红外辐射光源在设定角度的实时光功率； 其中， 所述光电探 测器的感光区域中心点与所述红外辐射光源的设定位置的距离为设定长度； 0011 根据所述实时光功率， 判断所述红外辐射光源的光功率的增长趋势是否符合一次 函数关系； 0012 若是， 则控制所述红外辐射光源在水平面内以第一路径绕所述设定位置转动； 其 中， 所述第一路径为由最小测量角度到最大测量角度再到所述最小测量角度的路径； 所述 说明书 1/15 页 5 CN 111595439 A 5 第一路径中所述红外辐射光源经若干次转动到达若干个第一测量角度； 所述若干次转动中 每次转动的旋转角度均。

19、为设定角度； 所述若干次转动中每次转动的速度均为设定速度； 所 述若干次转动中相邻转动的间隔时间为第一设定时间； 所述最小测量角度为所述红外辐射 光源的中轴线正对所述光电探测器的感光区域时所述红外辐射光源的中轴线与所述光电 探测器的感光区域的法线方向之间的角度； 所述最大测量角度为所述光电探测器能够检测 到所述红外辐射光源的所述红外辐射光源的中轴线与所述光电探测器的感光区域的法线 方向之间的最大劣角； 0013 利用所述光电探测器获取所述若干个第一测量角度对应的第一测量光功率阵列； 0014 控制所述红外辐射光源在水平面内以第二路径绕所述设定位置旋转； 其中， 所述 第二路径为由所述最大测量角。

20、度到所述最小测量角度再到所述最大测量角度的路径； 所述 第二路径中所述红外辐射光源经若干次旋转到达若干个第二测量角度； 所述若干次旋转中 每次旋转的旋转角度均为所述设定角度； 所述若干次旋转中每次旋转的速度均为所述设定 速度； 所述若干次旋转中相邻旋转的间隔时间为所述第一设定时间； 0015 利用所述光电探测器获取所述若干个第二测量角度对应的第二测量光功率阵列； 0016 根据所述第一测量光功率阵列和所述第二测量光功率阵列， 获取所述红外热辐射 光源的光强分布。 0017 在一种可能的实施例中， 所述根据所述实时光功率， 判断所述红外辐射光源的光 功率的增长趋势是否符合一次函数关系， 包括： 。

21、0018 判断所述红外辐射光源的第一实时光功率P1、 第二实时光功率P2、 第三实时光功率 P3和第四实时光功率P4是否符合不等式组； 其中所述不等式组的表达式为： 0019 0020 其中， 第一实时光功率P1、 第二实时光功率P2、 第三实时光功率P3和第四实时光功 率P4的采集时间依次间隔第二设定时间； P为设定最大波动功率； 0021 若是， 则认定所述红外辐射光源的光功率的增长趋势符合一次函数关系。 0022 在一种可能的实施例中， 所述根据所述第一测量光功率阵列和所述第二测量光功 率阵列， 获取所述红外热辐射光源的光强分布， 包括： 0023 按照所述红外辐射光源的测量角度对所述第。

22、一测量光功率阵列和所述第二测量 光功率阵列中的数据进行聚类处理， 构建测量光功率矩阵； 其中， 所述测量角度为测量时所 述红外辐射光源的中轴线与所述光电探测器的感光区域的法线方向之间的劣角； 0024 对所述测量光功率矩阵进行归一化处理， 获取归一化测量光功率矩阵； 0025 对所述归一化测量光功率矩阵中每个所述红外辐射光源的测量角度对应的数据 进行均值计算， 获取所述红外热辐射光源的光强分布。 0026 在一种可能的实施例中， 所述对所述测量光功率矩阵进行归一化处理， 获取归一 化测量光功率矩阵， 包括： 说明书 2/15 页 6 CN 111595439 A 6 0027 获取所述测量光功。

23、率矩阵的每个行向量中的最大数值； 其中， 所述测量光功率矩 阵的列向量为所述测量角度中同一测量角度对应的数据； 所述测量光功率矩阵的行向量为 所述测量角度中不同测量角度对应的数据； 0028 根据所述每个行向量中的最大数值， 对所述每个行向量进线归一化处理， 获取所 述归一化测量光功率矩阵。 0029 第二方面， 本发明实施例提供一种红外热辐射光源发光特性的测量装置， 所述装 置包括： 0030 实时光功率获取模块， 用于利用光电探测器获取红外辐射光源在设定角度的实时 光功率； 其中， 所述光电探测器的感光区域中心点与所述红外辐射光源的设定位置的距离 为设定长度； 0031 第一判断模块， 用。

24、于根据所述实时光功率， 判断所述红外辐射光源的光功率的增 长趋势是否符合一次函数关系； 0032 第一控制模块， 用于在所述红外辐射光源的光功率的增长趋势符合一次函数关系 时， 控制所述红外辐射光源在水平面内以第一路径绕所述设定位置转动； 其中， 所述第一路 径为由最小测量角度到最大测量角度再到所述最小测量角度的路径； 所述第一路径中所述 红外辐射光源经若干次转动到达若干个第一测量角度； 所述若干次转动中每次转动的旋转 角度均为设定角度； 所述若干次转动中每次转动的速度均为设定速度； 所述若干次转动中 相邻转动的间隔时间为第一设定时间； 所述最小测量角度为所述红外辐射光源的中轴线正 对所述光电。

25、探测器的感光区域时所述红外辐射光源的中轴线与所述光电探测器的感光区 域的法线方向之间的角度； 所述最大测量角度为所述光电探测器能够检测到所述红外辐射 光源的所述红外辐射光源的中轴线与所述光电探测器的感光区域的法线方向之间的最大 劣角； 0033 第一测量光功率阵列获取模块， 用于利用所述光电探测器获取所述若干个第一测 量角度对应的第一测量光功率阵列； 0034 第二控制模块， 用于控制所述红外辐射光源在水平面内以第二路径绕所述设定位 置旋转； 其中， 所述第二路径为由所述最大测量角度到所述最小测量角度再到所述最大测 量角度的路径； 所述第二路径中所述红外辐射光源经若干次旋转到达若干个第二测量角。

26、 度； 所述若干次旋转中每次旋转的旋转角度均为所述设定角度； 所述若干次旋转中每次旋 转的速度均为所述设定速度； 所述若干次旋转中相邻旋转的间隔时间为所述第一设定时 间； 0035 第二测量光功率阵列获取模块， 用于利用所述光电探测器获取所述若干个第二测 量角度对应的第二测量光功率阵列； 0036 光强分布获取模块， 用于根据所述第一测量光功率阵列和所述第二测量光功率阵 列， 获取所述红外热辐射光源的光强分布。 0037 在一种可能的实施例中， 所述第一判断模块， 包括： 0038 第二判断模块， 用于判断所述红外辐射光源的第一实时光功率P1、 第二实时光功 率P2、 第三实时光功率P3和第四。

27、实时光功率P4是否符合不等式组； 其中所述不等式组的表达 式为： 说明书 3/15 页 7 CN 111595439 A 7 0039 0040 其中， 第一实时光功率P1、 第二实时光功率P2、 第三实时光功率P3和第四实时光功 率P4的采集时间依次间隔第二设定时间； P为设定最大波动功率； 0041 认定模块， 用于在所述红外辐射光源的第一实时光功率P1、 第二实时光功率P2、 第 三实时光功率P3和第四实时光功率P4符合所述不等式组时， 认定所述红外辐射光源的光功 率的增长趋势符合一次函数关系。 0042 在一种可能的实施例中， 所述光强分布获取模块， 包括： 0043 测量光功率矩阵构。

28、建模块， 用于按照所述红外辐射光源的测量角度对所述第一测 量光功率阵列和所述第二测量光功率阵列中的数据进行聚类处理， 构建测量光功率矩阵； 其中， 所述测量角度为测量时所述红外辐射光源的中轴线与所述光电探测器的感光区域的 法线方向之间的劣角； 0044 归一化测量光功率矩阵获取模块， 用于对所述测量光功率矩阵进行归一化处理， 获取归一化测量光功率矩阵； 0045 第一获取模块， 用于对所述归一化测量光功率矩阵中每个所述红外辐射光源的测 量角度对应的数据进行均值计算， 获取所述红外热辐射光源的光强分布。 0046 在一种可能的实施例中， 所述归一化测量光功率矩阵获取模块， 包括： 0047 最大。

29、数值获取模块， 用于获取所述测量光功率矩阵的每个行向量中的最大数值； 其中， 所述测量光功率矩阵的列向量为所述测量角度中同一测量角度对应的数据； 所述测 量光功率矩阵的行向量为所述测量角度中不同测量角度对应的数据； 0048 第二获取模块， 用于根据所述每个行向量中的最大数值， 对所述每个行向量进线 归一化处理， 获取所述归一化测量光功率矩阵。 0049 第三方面， 本发明实施例提供一种红外热辐射光源发光特性的测量设备， 包括： 0050 存储器， 用于存储计算机程序； 0051 处理器， 用于执行所述计算机程序以实现第一方面中任一所述的红外热辐射光源 发光特性的测量方法的步骤。 0052 第。

30、四方面， 本发明实施例提供一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 所述计算机程序被处理器执行时以实现第一方面中任一所述的红外热辐射光源发光特性 的测量方法的步骤。 0053 本发明与现有技术相比， 具有如下的优点和有益效果： 0054 本发明在红外辐射光源达到准热平衡后， 控制红外辐射光源先后沿第一路径和第 二路径转动到若干个测量角度， 从而获得了光电探测器采集的第一测量光功率阵列和第二 测量光功率阵列， 最后根据第一测量光功率阵列和第二测量光功率阵列， 测量出了红外热 辐射光源的光强分布。 0055 本发明巧妙地构建了第一路径和第二路径， 利用红外热辐射光源在准热平衡状态 说明书 。

31、4/15 页 8 CN 111595439 A 8 后输出的光功率与时间呈线性关系的特性， 通过叠加， 将红外热辐射光源转换为了辐射功 率恒定的辐射源， 从而低成本高效准确地测量出了红外热辐射光源发光特性。 附图说明 0056 为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例中 所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些 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。 0057 图1是本发明实施例提供的一种红外热辐射光源发光特性的测量方法的流程图； 0058 图2是本发明实。

32、施例提供的一种红外热辐射光源发光特性的测量装置的结构示意 图。 具体实施方式 0059 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 整的描述， 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， 基于 本发明实施例， 本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例， 都属于本发明实施例保护 的范围。 0060 请参阅图1， 图1为本发明实施例提供的一种红外热辐射光源发光特性的测量方法 的流程图， 包括步骤11至步骤17。 0061 步骤11， 利用光电探测器获取红外辐射光源在设定角度的实时光功率。 0062 其中， 所述光电探测器的感光区域中心点与。

33、所述红外辐射光源的设定位置的距离 为设定长度。 0063 具体的， 红外辐射光源可以使用型号为HAWKEYE IR-SI27的辐射源， 其由6V5A直流 电源驱动， 其光源辐射部分为棒状光源， 辐射区尺寸为2.8mm(直径)*5(长度)mm； 光电探测 器选用型号为GENTEC-EO XLP12-3S-H2-D2测量波段为3000nm的红外探测器。 光电探测器的 感光区域中心点到红外辐射光源的设定位置的距离为设定长度。 0064 具体的， 红外辐射光源固定在电动转台上， 红外辐射光源的棒状光源的中轴线与 电动转台的台面平行， 棒状光源最外端面的圆心位于电动转台的台面的中轴线上， 因此红 外辐射。

34、光源能够在电动转台的带动下绕着棒状光源最外端面的圆心进行转动。 而光电探测 器固定在电动转台的一侧， 光电探测器的感光面法线方向与电动转台的台面的中轴线垂 直， 棒状光源最外端面的圆心位于同一水平面上。 且光电探测器的感光面的中心点与棒状 光源最外端面的圆心之间的距离始终保持固定， 为设定长度， 这里选为225mm。 0065 步骤12， 根据所述实时光功率， 判断所述红外辐射光源的光功率的增长趋势是否 符合一次函数关系。 0066 具体的， 本步骤用来简单判断红外辐射光源当前是否处于准热平衡状态。 由于红 外热辐射光源光功率随时间变化曲线近似于对数函数， 初期曲线斜率变化剧烈， 后期平缓， 。

35、而测量时取后期特定时间范围， 功率缓慢提升， 可简化变化规律为一次函数， 便于数据处 理， 称此接近热平衡的状态为准热平衡状态。 0067 具体的， 可以在一段时间内连续采集若干个固定位置的实时光功率， 通过分析这 说明书 5/15 页 9 CN 111595439 A 9 些实时光功率与采集时间的关系， 即可完成本步骤的判断工作。 0068 当然， 为了减少判断时间， 提高数据处理的效率， 本发明还给出了一种较优的判断 方案， 具体为： 0069 所述根据所述实时光功率， 判断所述红外辐射光源的光功率的增长趋势是否符合 一次函数关系， 包括步骤21至步骤22。 0070 步骤21， 判断所述。

36、红外辐射光源的第一实时光功率P1、 第二实时光功率P2、 第三实 时光功率P3和第四实时光功率P4是否符合不等式组； 其中所述不等式组的表达式为： 0071 0072 其中， 第一实时光功率P1、 第二实时光功率P2、 第三实时光功率P3和第四实时光功 率P4的采集时间依次间隔第二设定时间； P为设定最大波动功率。 设定最大波动功率是根 据测量要求所自定义的值， 如果要求的精度较高， 那么该值就取较小的值， 如果要求的精度 不高， 那么该值就取较大的值。 0073 具体的， 第一实时光功率P1、 第二实时光功率P2、 第三实时光功率P3和第四实时光 功率P4的采集时间是连续的， 且相邻的采集时。

37、间均为第二设定时间。 第二设定时间是根据 测量需要所自定义的时间， 可以根据场景需要取值。 0074 具体的， 上述不等式组中的前两个不等式表示第二实时光功率P2和第三实时光功 率P3的功率浮动范围小于设定最大波动功率P， 限制功率关于时间函数曲线的波动性； 上 述不等式组中的第三个不等式表示中间第二实时光功率P2和第三实时光功率P3的功率关于 时间的函数曲线凹凸性不一致， 即一定范围内不存在加速增长或增长放缓的趋势， 保证功 率关于时间的斜率(增长率)基本稳定， 近似于一次函数关系。 0075 步骤22， 若是， 则认定所述红外辐射光源的光功率的增长趋势符合一次函数关系。 0076 步骤13。

38、， 若是， 则控制所述红外辐射光源在水平面内以第一路径绕所述设定位置 转动。 0077 其中， 所述第一路径为由最小测量角度到最大测量角度再到所述最小测量角度的 路径。 所述第一路径中所述红外辐射光源经若干次转动到达若干个第一测量角度。 所述若 干次转动中每次转动的旋转角度均为设定角度。 所述若干次转动中每次转动的速度均为设 定速度。 所述若干次转动中相邻转动的间隔时间为第一设定时间。 所述最小测量角度为所 述红外辐射光源的中轴线正对所述光电探测器的感光区域时所述红外辐射光源的中轴线 与所述光电探测器的感光区域的法线方向之间的角度。 所述最大测量角度为所述光电探测 器能够检测到所述红外辐射光源。

39、的所述红外辐射光源的中轴线与所述光电探测器的感光 区域的法线方向之间的最大劣角。 0078 具体的， 劣角是指大于0 且小于180 的角。 第一设定时间是根据测量需要所自定 义的时间， 可以根据场景需要取值。 0079 具体的， 电动转台可以根据控制指令进行顺时针或逆时针的设定角度的旋转。 本 说明书 6/15 页 10 CN 111595439 A 10 步骤中的第一路径由最小测量角度开始， 转到最大测量角度后回再到最小测量角度。 这里， 最小测量角度即为0。 而由于棒状光源必须配备固定夹紧结构， 棒状光源无法向其后方发射 光线， 其存在最大测量角度， 这里最大测量角度选为 MAX。 电动转。

40、台在转动时， 选取 作为 每次的转动角度， 每次的转动时间均为T， 转动的速度均相同， 在每次转动停止后的T时 刻， 作为测量红外辐射光源的当前光功率的时间点。 也就是说第一路径从0开始， 以 作为 旋转步长， 以棒状光源最外端面的圆心为圆心， 将红外辐射光源经过若干次转动， 旋转至 MAX， 再经过同样的若干次转动， 最终旋转至0。 0080 步骤14， 利用所述光电探测器获取所述若干个第一测量角度对应的第一测量光功 率阵列。 0081 下面用表达式进行详细说明， 其中， 为红外辐射光源的中轴线与光电探测器的感 光区域的法线方向之间的角度： 0082 初始位置 0， 初始时刻t0， 读取功率。

41、计数据， 记录为P00； 0083 当tT时， 开始旋转角度， 使 ， 当tT+T时， 读取功率计数据， 记录为 P01； 0084 当t2T+T时， 开始旋转角度， 使 2 ， 当t2T+2T时， 读取功率计数据， 记 录为P02； 0085 以此类推； 0086 当tiT+(i-1)T时， 开始旋转角度， 使 i MAX， 当tiT+iT时， 读取功 率计数据， 记录为P0i； 0087 当t(i+1)T+(i+1)T时， 读取功率计数据， 记录为P1i； 0088 当t(i+2)T+(i+1)T时， 开始旋转角度， 使 (i-1) ， 当t(i+2)T+(i+2) T时， 读取功率计数据。

42、， 记录为P1(i-1)； 0089 当t(i+3)T+(i+2)T时， 开始旋转角度， 使 (i-2) ， 当t(i+3)T+(i+3) T时， 读取功率计数据， 记录为P1(i-2)； 0090 以此类推； 0091 当t(2i+1)T+2iT时， 开始旋转角度， 使 0， 当t(2i+1)T+(2i+1)T时， 读 取功率计数据， 记录为P10。 0092 步骤15， 控制所述红外辐射光源在水平面内以第二路径绕所述设定位置旋转。 0093 其中， 所述第二路径为由所述最大测量角度到所述最小测量角度再到所述最大测 量角度的路径。 所述第二路径中所述红外辐射光源经若干次旋转到达若干个第二测量。

43、角 度。 所述若干次旋转中每次旋转的旋转角度均为所述设定角度。 所述若干次旋转中每次旋 转的速度均为所述设定速度。 所述若干次旋转中相邻旋转的间隔时间为所述第一设定时 间。 0094 具体的， 电动转台在转动时， 选取 作为每次的转动角度， 每次的转动时间均为 T， 转动的速度均相同， 在每次转动停止后的T时刻， 作为测量红外辐射光源的当前光功率 的时间点。 也就是说第二路径从 MAX开始， 以 作为旋转步长， 以棒状光源最外端面的圆心 为圆心， 将红外辐射光源经过若干次转动， 旋转至0， 再经过同样的若干次转动， 最终旋转至 MAX。 0095 步骤16， 利用所述光电探测器获取所述若干个第。

44、二测量角度对应的第二测量光功 说明书 7/15 页 11 CN 111595439 A 11 率阵列。 0096 下面用表达式进行详细说明， 其中， 为红外辐射光源的中轴线与光电探测器的感 光区域的法线方向之间的角度： 0097 旋转到位置 MAX， T时间后， 读取功率计数据， 记录为P2i， 重新定义此时刻为t t1； 0098 当tt1+T时， 开始旋转角度， 使 (i-1) ， 当tt1+T+T时， 读取功率计数 据， 记录为P2(i-1)； 0099 当tt1+2T+T时， 开始旋转角度， 使 (i-2) ， 当tt1+2T+2T时， 读取功 率计数据， 记录为P2(i-2)； 01。

45、00 以此类推； 0101 当tt1+iT+(i-1)T时， 开始旋转角度， 使 0， 当tt1+iT+iT时， 读取功率 计数据， 记录为P20； 0102 当tt1+(i+1)T+(i+1)T时， 读取功率计数据， 记录为P30； 0103 当tt1+(i+2)T+(i+1)T时， 开始旋转角度， 使 ， 当tt1+(i+2)T+(i+ 2)T时， 读取功率计数据， 记录为P31； 0104 当tt1+(i+3)T+(i+2)T时， 开始旋转角度， 使 2 ， 当tt1+(i+3)T+(i+ 3)T时， 读取功率计数据， 记录为P32； 0105 以此类推； 0106 当tt1+(2i+1。

46、)T+2iT时， 开始旋转角度， 使 i MAX， 当tt1+(2i+1)T +(2i+1)T时， 读取功率计数据， 记录为P3i。 0107 步骤17， 根据所述第一测量光功率阵列和所述第二测量光功率阵列， 获取所述红 外热辐射光源的光强分布。 0108 由于第一测量光功率阵列是通过第一路径获得的， 第二测量光功率阵列是通过第 二路径获得的， 而第一路径和第二路径的正好相反， 基于光功率与时间呈线性关系， 导致每 个测量角度获得的4个光功率数值分别对应的红外热辐射光源的当时输出功率之和是相同 的， 从而通过简单叠加或简单均值， 即可表征出红外热辐射光源的光强分布。 0109 为了更加准确地测。

47、量出红外热辐射光源的光强分布， 本发明还提供了以下较优的 方案， 具体为： 0110 所述根据所述第一测量光功率阵列和所述第二测量光功率阵列， 获取所述红外热 辐射光源的光强分布， 包括步骤31至步骤33。 0111 步骤31， 按照所述红外辐射光源的测量角度对所述第一测量光功率阵列和所述第 二测量光功率阵列中的数据进行聚类处理， 构建测量光功率矩阵。 0112 其中， 所述测量角度为测量时所述红外辐射光源的中轴线与所述光电探测器的感 光区域的法线方向之间的劣角。 0113 具体的， 本步骤获得的测量光功率矩阵P为： 0114 说明书 8/15 页 12 CN 111595439 A 12 0。

48、115 步骤32， 对所述测量光功率矩阵进行归一化处理， 获取归一化测量光功率矩阵。 0116 具体的， 这里给出一种较优的归一化方案， 具体为： 0117 所述对所述测量光功率矩阵进行归一化处理， 获取归一化测量光功率矩阵， 包括 步骤41至步骤42。 0118 步骤41， 获取所述测量光功率矩阵的每个行向量中的最大数值。 0119 其中， 所述测量光功率矩阵的列向量为所述测量角度中同一测量角度对应的数 据； 所述测量光功率矩阵的行向量为所述测量角度中不同测量角度对应的数据。 0120 具体的， 获取P矩阵每一行的最大值， 分别记为P0M、 P1M、 P2M和P3M。 0121 步骤42， 。

49、根据所述每个行向量中的最大数值， 对所述每个行向量进线归一化处理， 获取所述归一化测量光功率矩阵。 0122 具体的， 归一化测量光功率矩阵A为： 0123 0124 步骤33， 对所述归一化测量光功率矩阵中每个所述红外辐射光源的测量角度对应 的数据进行均值计算， 获取所述红外热辐射光源的光强分布。 0125 具体的， 计算公式为： 0126 0127其中，为 i 处的相对光强度， 每个角度位置处的相对光强度即为红外热 辐射光源的光强分布。 0128 这里， 本步骤中以130 作为 MAX， 以10 作为 ， 以10sec作为T， 以20sec作为T， 具体红外热辐射光源的光强分布的测量过程为。

50、： 0129 红外热辐射光源预热5min后， 功率-时间变化满足判断条件， 基本呈一次函数关 系， 开始测量； 0130 此时记t0sec， 初始角度 0 ， 记录功率P003.99mW； 说明书 9/15 页 13 CN 111595439 A 13 0131 t10sec， 开始旋转角度至 10 ， t30sec， 记录功率P0(1)4.25mW； 0132 t40sec， 开始旋转角度至 20 ， t60sec， 记录功率P0(2)4.98mW； 0133 t70sec， 开始旋转角度至 30 ， t90sec， 记录功率P0(3)5.80mW； 0134 t100sec， 开始旋转角度。