本发明为解决质子束灵敏度刻度实验中，不影响质子束与气体闪烁体相互作用前提下，对质子束强度实时准确在线测量的技术问题，而提出了一种用于光学成像能谱测量系统的质子灵敏度刻度装置及方法。该装置包括灵敏度刻度单元、加速单元和光学成像单元；所述灵敏度刻度单元与加速单元共轴；所述敏度刻度单元质子束入射窗口与加速单元质子束出射窗口均密封；所述灵敏度刻度单元上与质子束运动方向垂直的方向预留有气体荧光传输通道，且气体荧光传输通道密封；所述光学成像单元位于灵敏度刻度单元上其中一个气体荧光传输通道口的一侧。本发明提出的质子灵敏度刻度方法为实现光学方法脉冲中子能谱测量和应用于带电粒子束能谱及注量监测提供技术支撑。