The invention discloses a method for long-term automatic observation of visible shortwave infrared hyperspectral irradiance meter, including optical system, mechanical system and electronic system. The optical system consists of an integrating sphere, a guiding optical fiber, three spectroscopic detection units, and a solar tracking module. Integral ball upper opening, for receiving the light radiation from the hemisphere space, integrating sphere light entrance peripheral cover seal protection using quartz glass. There is an optical fiber bundle at the aperture of the integrating sphere. The fiber bundle connects the integrating sphere and the three spectroscopic detection units. The sun tracker realizes the full automatic precision tracking of the sun. Its work consists of two steps, the program pre tracking and the four quadrant active precision tracking. The instrument tracks the sun accurately through the two-dimensional turntable and the four link mechanism, and realizes the automatic measurement of the total illuminance and diffuse illuminance of the sky. The invention can be placed in the field for long term automatic operation, automatically tracks the sun and transmits measurement data through the CAN bus device.
【技术实现步骤摘要】
可用于长期自动观测的可见-短波红外超光谱辐照度仪
本专利技术涉及光谱辐射度测量仪器领域,具体是一种可用于长期自动观测的可见-短波红外超光谱辐照度仪。
技术介绍
辐照度基法是场地外场定标的重要方法之一。由于场地外场定标的其它方法(如:反射率基法)在作辐射传输计算时对所选用的气溶胶模式需作某些假定,而辐照度基法因其观测结果的特点可减少由于这些假定而引入的不确定性。随着卫星工作波段的扩展、通道数目及光谱分辨率的增加,以往的现场辐照度观测由于自动化程度低、光谱分辨率低等因素限制了应用范围。针对高分卫星场地定标中辐照度基法的需求,设计了本专利技术即可用于长期自动观测的可见-短波红外超光谱辐照度仪,用于场地太阳光谱的漫射照度和总辐照度的自动化精确观测。采用该仪器现场观测场地辐照度将显著提高观测数据质量,有利于减小辐照度基法的影响因素,进一步提高卫星的在轨定标精度。目前自动化场地定标方法正在兴起,要求采用无人值守、长期自动观测的仪器代替人工现场获取场地数据,此专利技术能够满足这些要求,用于场地太阳光谱的漫射照度和总辐照度的长期自动观测。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可用于长期自动观测的可见-短波红外超光谱辐照度仪,以解决现有技术测量全照度、漫射照度、直射照度及漫总比时自动化程度较低、光谱分辨率较低的问题。为了达到上述目的,本专利技术所采用的技术方案为:可用于长期自动观测的可见-短波红外超光谱辐照度仪,其特征在于:包括由二维转台支撑的仪器外壳、设置在仪器外壳内的积分球,所述积分球的入光口设置在仪器外壳顶部用于接收空间的光辐射,仪器外壳顶部设有密封积分球入光口的石英 ...
【技术保护点】
可用于长期自动观测的可见‑短波红外超光谱辐照度仪,其特征在于:包括由二维转台支撑的仪器外壳、设置在仪器外壳内的积分球,所述积分球的入光口设置在仪器外壳顶部用于接收空间的光辐射,仪器外壳顶部设有密封积分球入光口的石英玻璃半球罩,仪器外壳内设有导光光纤、三个分光探测单元,所述导光光纤具有单入射端和三个出射端,导光光纤的入射端耦合至积分球出光口,导光光纤的三个出射端一一对应耦合至三个分光探测单元,仪器外壳内还设有中心轴沿左右水平方向的转轴,转轴左、右端分别从仪器外壳对应侧穿出,转轴每个轴端分别共中心轴连接有圆盘,每个圆盘的外盘面上分别固定有中心轴沿前后水平方向的第一连杆,每个圆盘的外盘面上位于第一连杆固定点上方分别固定有太阳跟踪器,两组第一连杆前端分别延伸至仪器外壳前方,仪器外壳底部前侧还设有一对中心轴分别沿前后水平方向的第二连杆,两组第二连杆呈左右对称,每个第二连杆前端分别转动连接有第三连杆,第二连杆与对应的第三连杆共中心轴,每个第三连杆前端分别倾斜向后上方转动连接有第四连杆,两组第四连杆上端分别延伸至与积分球入光口处于同一水平面内,且第四连杆中部分别与对应侧的第一连杆前端转动连接,两组第 ...
【技术特征摘要】
1.可用于长期自动观测的可见-短波红外超光谱辐照度仪,其特征在于:包括由二维转台支撑的仪器外壳、设置在仪器外壳内的积分球,所述积分球的入光口设置在仪器外壳顶部用于接收空间的光辐射,仪器外壳顶部设有密封积分球入光口的石英玻璃半球罩,仪器外壳内设有导光光纤、三个分光探测单元,所述导光光纤具有单入射端和三个出射端,导光光纤的入射端耦合至积分球出光口,导光光纤的三个出射端一一对应耦合至三个分光探测单元,仪器外壳内还设有中心轴沿左右水平方向的转轴,转轴左、右端分别从仪器外壳对应侧穿出,转轴每个轴端分别共中心轴连接有圆盘,每个圆盘的外盘面上分别固定有中心轴沿前后水平方向的第一连杆,每个圆盘的外盘面上位于第一连杆固定点上方分别固定有太阳跟踪器,两组第一连杆前端分别延伸至仪器外壳前方,仪器外壳底部前侧还设有一对中心轴分别沿前后水平方向的第二连杆,两组第二连杆呈左右对称,每个第二连杆前端分别转动连接有第三连杆,第二连杆与对应的第三连杆共中心轴,每个第三连杆前端分别倾斜向后上方转动连接有第四连杆,两组第四连杆上端分别延伸至与积分球入光口处于同一水平面内,且第四连杆中部分别与对应侧的第一连杆前端转动连接,两组第四连杆上端相向沿左右水平方向弯折相同距离后,在两组第四连杆杆端之间连接有挡光球,且以挡光球的球心、积分球入光口中心、仪器底部左右两个转轴的中心这四个点构成的四边形始终为平行四边形,积分球入光口中心与仪器底部左侧转轴中心的连线、仪器底部左右两个转轴中心的连线、仪器底部右侧转轴中心与挡光球的球心的连线、挡光球的球心与积分球入光口中心的连线,这四条边构成四连杆机构。2.根据权利要求1所述可用于长期自动观测的可见-短波红外超光谱辐照度仪,其特征在于:所述的导光光纤为低OH-石英光纤,包括一个入射端和三个出射端,导光光纤覆盖三个光谱波段:400-1000nm,900-1700nm,1600-2500nm;积分球和三个分光探测单元通过导光光纤连接。3.根据权利要求1所述可用于长期自动观测的可见-短波红外超光谱辐照度仪,其特征在于:三个分光探测单元采用平场凹面光栅分光,覆盖了400-2500nm太阳光谱波段,其中第一个分光探测单元采用线阵硅光电二极管探测400-100...
【专利技术属性】
技术研发人员:张权,李新,刘恩超,张艳娜,翟文超,邱刚刚,韦玮,郑小兵,闫静,
申请(专利权)人:中国科学院合肥物质科学研究院,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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