本实用新型专利技术公开了一种非接触式高精度水体表皮温度测量装置，包括红外辐射计、遮蔽罩和浮体；所述遮蔽罩的侧壁为中空双层结构，上部紧密连接于所述红外辐射计的下部，下部开口尺寸大于所述红外辐射计的传感器视场角；所述浮体通过支撑杆与所述红外辐射计相连接；所述浮体提供浮力，使所述红外辐射计的下部暴露于水面之上，而所述遮蔽罩的下部浸没水面之下。由于红外辐射计和水面还有一小段距离，其测量得到的是与卫星遥感完全一致的水体的皮温，而不是水下仪器测量得到的水体的体温；由于增加了遮蔽罩，阻挡外部的红外辐射，同时遮蔽罩的双层结构减少了遮蔽罩本身的温度影响，从而准确获得水体皮温，无需额外校正，测量过程简单、可靠。可靠。可靠。
【技术实现步骤摘要】
一种非接触式高精度水体表皮温度测量装置
[0001]本技术涉及一种水体表皮温度的测量装置，尤其涉及一种非接触式高精度水体表皮温度测量装置。
技术介绍
[0002]海表温度(Sea Surface Temperature，SST)是气象学与海洋学研究的重要物理量。其中海水表皮温度(Sea
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Surface Skin Temperature，SSST，以下简称海水皮温)，即水体表层大约100微米厚度以内测得的温度，是热红外和微波辐射探测仪等遥感设备测得的结果，也是卫星遥感观测到的海面温度。遥感测量的海面温度与通常采用CTD等设备测量的海洋表层温度(称之为海水体温，Bulk Temperature)是不一样的，二者之间会有0.5℃或更高差异，因此不能用CTD海水温度代替海水皮温，需要单独准确测量海水皮温。
[0003]卫星遥感、海面红外辐射计观测的海表辐射数据，包含周边环境的红外辐射信号，需要测量辅助参数用于后期校正，影响测量精度。由于海洋表面温度测量易受太阳辐射、表面搅拌效应、表皮增发效应等影响，目前国外最高测量精度为
±
0.1℃。但此时通过热红外和微波辐射探测仪测量的“皮温”实际并不是真实的皮温，因为仪器接收到的是海面总辐射亮度，该信号除海水内部本身发射的辐射外，还包含海水表面反射产生的辐射亮度。受云量、风速(海面粗糙度)、观测角度等因素影响，需要对实测数据扣除这些反射导致的影响才能够获得真实的皮温。特别是，在云量小时(晴朗)，校正量大，可达到0.5℃；云量大时(阴天)，校正量可能小于0.1℃。但并不能认为，阴天测量的数据较为准确。因为阴天光强不稳定，数据观测海面与外部的同步效应，将严重影响测量结果的稳定。其次，风速不同导致的海面粗糙度变化，也将使仪器接收到不同大小的反射信号，不仅带来误差，且不便校正。同时，仪器一般安装在船体，其会随着船体不断摇动，观测角度(入射角)会不断变化，得到的海水发射导致的辐射信号相应也在变动，导致误差。
[0004]综上可知，通过热红外和微波辐射探测仪测得的水体辐射数值包含其它辐射信息，需要同时测量现场其他参数(风速等)，估算海面发射的贡献，进而对数据进行校正，最后得到海水皮温，该过程则带来不同程度的不确定性。
技术实现思路
[0005]本技术对现有红外辐射计进行简单改装，以排除水面辐射干扰，实现高精度水体表皮温度的测量。
[0006]本技术提供了一种非接触式高精度水体表皮温度测量装置，包括红外辐射计、遮蔽罩和浮体；所述遮蔽罩的侧壁为中空双层结构，上部紧密连接于所述红外辐射计的下部，下部开口尺寸大于所述红外辐射计的传感器视场角；所述浮体通过支撑杆与所述红外辐射计相连接；所述浮体提供浮力，使所述红外辐射计的下部暴露于水面之上，而所述遮蔽罩的下部浸没水面之下。
[0007]优选的，所述浮体为圆柱体。
[0008]优选的，所述浮体的数量为三个，三个浮体分别通过所述支撑杆与所述红外辐射计相连接，所述三个浮体所在的位置构成一个三角形，所述红外辐射计位于所述三角形的中心。
[0009]优选的，所述三个浮体所在的位置构成一个等边三角形。
[0010]优选的，所述浮体和所述支撑杆的制作材料采用耐腐蚀材料。
[0011]优选的，所述浮体的制作材料采用PVC材料，所述支撑杆的制作材料采用碳纤维材料。
[0012]优选的，所述浮体的底面直径为16
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50cm，所述浮体的高度为23
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50cm，所述浮体自重为220
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1000g，所述浮体的提供的浮力为2100
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4000g；所述支撑杆的直径为1
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10cm，所述支撑杆的长度为0.5
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1.5m，所述支撑杆的颜色为黑色。
[0013]优选的，所述浮体为救生圈，所述红外辐射计通过至少三个支撑杆固定于所述救生圈的中心。
[0014]优选的，所述遮蔽罩的制作材料采用隔热材料。
[0015]优选的，所述遮蔽罩的侧壁的中空部分填充干冰。
[0016]本技术具有如下有益效果：
[0017](1)本技术的红外辐射计和水面有一小段距离，其测量得到是与卫星遥感完全一致的水体的皮温，而不是水下仪器测量得到的水体的体温；理论上，该方法在任何水体都可采用，尤其适用于垂直方向上温度不均匀的水体，因为该类型水体的水体皮温和水体体温差别会更大；
[0018](2)本技术的遮蔽罩阻挡了外部的红外辐射，遮蔽罩的双层结构减少了遮蔽罩本身的温度影响，从而准确获得水体皮温(即测量结果总辐射温度＝水体皮温)，消除了传统方法在后续处理中带来的误差，无需额外校正，测量过程简单、可靠；
[0019](3)本技术的浮体提供所需的浮力，本技术无需安装在船上，可以直接放在水面上使用，没有船体晃动导致的测量误差。
[0020]以下结合附图及实施例对本技术作进一步详细说明，但本技术不局限于以下实施例。
附图说明
[0021]图1为本技术的实施例1；
[0022]图2为本技术的实施例1的遮蔽罩；
[0023]图3为本技术的实施例2；
[0024]图4为本技术的实施例2的海上船体测量示意图；
[0025]图5为本技术的实施例3。
具体实施方式
[0026]本专利技术提出一种非接触式高精度水体表皮温度测量装置，用于准确测量各种水体皮温(淡水、海水)，设计理念简单、有效，既可应用于专业的红外辐射计，也可以在民用廉价的设备上使用(几百到几千人民币均可)；用于制作遮蔽罩的保温材料可选类别非常多，价格低廉，在普通应用时，遮蔽罩即使不采用保温材料也依然可以得到高精度的测量结果。
[0027]实施例1
[0028]参见图1及图2所示，为本技术的实施例1，包括红外辐射计1、遮蔽罩2和浮体5；所述遮蔽罩5的上部紧密连接于所述红外辐射计1的下部，使所述红外辐射计1的传感器完全置于所述遮蔽罩5之内，将大部分的外部红外辐射阻隔在遮蔽罩5之外，减少红外辐射计1的传感器接收到的外部红外辐射；所述遮蔽罩5的下部开口尺寸大于所述红外辐射计1的传感器视场角4；所述浮体5通过支撑杆6与所述红外辐射计1相连接；所述浮体5提供浮力，使所述红外辐射计1的下部暴露于水面3之上，而所述遮蔽罩的下部浸没水面3之下。实施例1的遮蔽罩2的侧壁采用中空双层设计，侧壁包括外壁21与内壁22两层，外壁21与内壁22之间的中空23可填充干冰等冷却物质，进一步减少来自水体外部的影响，尤其是包括遮蔽罩2本身的温度影响。
[0029]实施例2
[0030]参见图3所示，为本技术的实施例2，包括红外辐射计1、遮蔽罩2和3个浮体5，3个浮体5分别通过支撑杆6与所述红外辐射计1相连接，使得本实施例工作时，所述红外辐射计1的下部悬浮于水面之上，而遮蔽罩则恰好浸入水面之下5
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种非接触式高精度水体表皮温度测量装置，其特征在于，包括红外辐射计、遮蔽罩和浮体；所述遮蔽罩的侧壁为中空双层结构，所述遮蔽罩的上部紧密连接于所述红外辐射计的下部，所述遮蔽罩的下部开口尺寸大于所述红外辐射计的传感器视场角；所述浮体通过支撑杆与所述红外辐射计相连接；所述浮体提供浮力，使所述红外辐射计的下部暴露于水面之上，而所述遮蔽罩的下部浸没水面之下。2.根据权利要求1所述的一种非接触式高精度水体表皮温度测量装置，其特征在于：所述浮体为圆柱体。3.根据权利要求2所述的一种非接触式高精度水体表皮温度测量装置，其特征在于：所述浮体的数量为三个，三个浮体分别通过所述支撑杆与所述红外辐射计相连接，所述三个浮体所在的位置构成一个三角形，所述红外辐射计位于所述三角形的中心。4.根据权利要求3所述的一种非接触式高精度水体表皮温度测量装置，其特征在于：所述三个浮体所在的位置构成一个等边三角形。5.根据权利要求1所述的一种非接触式高精度水体表皮温度测量装置，其特征在于：所述浮体和所述支撑杆的制作材料采用耐腐蚀材料。6.根据权利要求5所述的一种非接触式高精度水体表皮温...
【专利技术属性】
技术研发人员：李忠平，郑志煌，包耀辉，林供，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：新型
国别省市：
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