为解决旋转热释电日照计(RPSDR)室外校准易受环境影响、重复性差、效率低等问题,提出了一种以双氙灯光源积分球系统校准RPSDR的室内校准方法。根据RPSDR的组成、结构和测量原理,利用太阳模拟、积分球环境模拟等技术,设计了以氙灯太阳模拟器输出直接辐射、以穹顶氙灯模拟散射辐射的双光源积分球日照计校准系统,提出了积分球结构参数,分析了氙灯光源的辐照度分布和光谱修正,建立了在室内进行日照阈值校准、在室外进行日照时数验证的综合性RPSDR校准方法。经测试,校准系统的有效辐照面内的辐照度均匀性含中心点时为2.5%,不含中心点时为1.6%,有效辐照面内每小时的阈值点辐照度稳定性为0.68%,光源匹配AM1.5 A级太阳光谱能量分布;对一台RPSDR进行室内阈值校准和室外日照时数比对实验,结果验证了经系统校准后的RPSDR测量的日照时数与直接辐射表测量的日照时数参考值的相对误差不超过1%,绝对误差不超过0.26 h,满足气象行业日照时数的观测要求。

以提高弧光灯热流标定系统积分器出口的热流密度为目标，给出了新系统的设计方法。首先介绍了系统的原理和设计目标，其次对氙灯的选择和定位进行了分析，然后根据氙灯、椭球镜以及积分器三者间的制约关系，对椭球镜和积分器的相关参数进行了设计和优化。最后，得到了一个各项指标较优的标定系统。在不均匀度小于3%的前提下，新系统积分器出口的热流密度平均提高了33%。另外，椭球镜的截面直径和深度分别减小了约16%和18%，在同水平工艺条件下，这一结果可使椭球镜镜面的加工精度更高。

为改进现有弧光灯热流标定系统的光源装置，有必要对其进行仿真研究。以等亮度曲线分布为依据设计了氙灯模型，计算了氙灯发光功率的分布，借助角度切趾文件模拟了氙灯发光角度分布，然后建立了整个标定光源装置的仿真模型，计算了积分器出口处的辐照度。与实验数据比较，4种积分器出口平均辐照度实验值相对仿真值损失了约49%，且这种损失随着积分器口径增大而增大。经分析验证，仿真值损失的主要原因是实验所用椭球镜聚焦率比设计值衰减了约40%，损失会随着积分器口径增大的主要原因是所建氙灯模型较好地模拟了氙灯发光功率密度由阴极到阳极递减这一特征。