本发明专利技术提供了一种用于测量水体双向反射分布函数的测量装置，属于光电探测装置技术领域，包括；数据处理模块、水箱、支架、激光器、探测器、激光器导轨和探测器导轨；支架安放在水箱上，用于支撑激光器导轨和探测器导轨；水箱内放置有透明液体；激光器用于发射经过准直的激光光束；探测器用于测量被测物体表面不同反射方向上的辐射亮度；数据处理模块用于利用被测物体表面不同反射方向上的辐射亮度，根据双向反射分布函数的定义，计算测量点位上的水体双向反射分布函数值；本发明专利技术实现了探测器和激光器在较大角度范围内绕同一半球中心的运动，使测量装置可以在足够多的点位上测量双向反射分布函数，提高测量精度。提高测量精度。提高测量精度。
【技术实现步骤摘要】
一种用于测量水体双向反射分布函数的测量装置
[0001]本专利技术属于光电探测装置
，更具体地，涉及一种用于测量水体双向反射分布函数的测量装置。
技术介绍
[0002]双向反射分布函数(Bidirectional Reflectance Distribution Function，简写为BRDF)是用于描述物体表面反射特性的物理量，定义是物体表面给定方向上的反射辐射亮度与给定方向上的入射辐射照度的比值，其数值大小同时受入射光方向和反射光方向的影响，如果完整获取各入射光方向和相应反射光方向上的BRDF数值，就可以准确的描述入射光能量经过某表面反射后在各个出射方向上的分布情况。
[0003]测量BRDF的方法是用一定功率的光源照射物体，探测器从物体上方半球空间内各个方向上观测物体表面上光源照射的位置，测量物体表面的辐射亮度，然后根据BRDF的定义计算物体在各个方向上的BRDF分布特性。完整准确描述物体表面的BRDF分布特性，需要光源和探测器的定位精度足够高，并且BRDF的测量点位足够多，也就是要求在精确定位光源和探测器方向的基础上，尽可能多的光源照射方向和探测器观察方向上测量物体表面的BRDF。但是光源和探测器相互遮挡的问题，必然会导致BRDF测量点位的减少。
[0004]传统BRDF测量装置为保证足够多的测量点位，采取的方法主要有两种。第一种方法在测量装置中取消人工光源，使用自然光源(例如太阳)照射，只有探测器可在半球空间自由移动，这样避免了光源和探测器的相互遮挡，实现对地表BRDF的多角度测量。但是该方法不能自由调节光源照射方向，只能根据太阳光照的方向，测量部分光照方向上地表的BRDF参数，无法完整获取地表的BRDF分布特性。第二种方法采用样品室、光源、探测器可同时旋转、移动的方法，使用较为精简的支架和导轨，避免光源和探测器的相互遮挡，实现对样品全方位的BRDF测量。但这种方法要求样品较小，且样品不能是透明液体，否则测量结果会被光线穿透液体照射到样品室内壁上的反射回波所影响。
技术实现思路
[0005]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种用于测量水体双向反射分布函数的测量装置，旨在解决现有的测量BRDF的方法存在光源和探测器相互遮挡的问题，会导致BRDF测量点位的减少，无法完整准确表述物体表面的BRDF分布特性的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于测量水体双向反射分布函数的测量装置，包括：数据处理模块、水箱、支架、激光器、探测器、激光器导轨和探测器导轨；
[0007]所述支架安放在水箱上，用于支撑激光器导轨和探测器导轨；
[0008]所述激光器用于发射经过准直的激光光束；所述探测器用于测量被测物体表面某一反射方向上的辐射亮度；
[0009]所述数据处理模块为安装有测量软件的计算机，通过数据线与探测器相联，用于利用被测物体表面某一反射方向上的辐射亮度，根据双向反射分布函数的定义，计算测量
点位上的水体双向反射分布函数值；
[0010]所述激光器导轨包括激光器天顶角导轨和激光器方位角导轨；所述激光器方位角导轨为圆形导轨，固定安装于所述支架上；激光器天顶角导轨为圆弧导轨，安装于激光器方位角导轨上，沿着激光器方位角导轨转动；所述激光器天顶角导轨上安装有滑块，所述激光器安装在滑块上，使所述激光器沿所述激光器天顶角导轨滑动；
[0011]所述探测器导轨包括探测器天顶角导轨和探测器方位角导轨；探测器方位角导轨为圆形导轨，固定安装于支架上；探测器天顶角导轨为半圆形导轨，安装于探测器方位角导轨上，沿探测器方位角导轨转动；探测器天顶角导轨上安装有滑块，所述探测器安装在滑块上，使探测器沿所述探测器天顶角导轨滑动；
[0012]激光器天顶角导轨、激光器方位角导轨、探测器天顶角导轨和探测器方位角导轨均同心安装。
[0013]进一步优选地，激光器天顶角导轨为60
°
圆弧导轨。
[0014]进一步优选地，激光器方位角导轨、激光器天顶角导轨、探测器方位角导轨和探测器天顶角导轨上均有间隔1
°
的刻度，所述激光器天顶角导轨的刻度范围为30
°
～90
°
，所述探测器天顶角导轨的刻度范围为0
°
～180
°
，激光器方位角导轨和探测器方位角导轨的刻度范围是0
°
～360
°
。
[0015]进一步优选地，水箱的长宽高均为1米，水箱内壁铺设黑色绒布。
[0016]进一步优选地，探测器的探测视场角为1.8
°
。
[0017]进一步优选地，水箱内放置液体溶液。
[0018]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下
[0019]有益效果：
[0020]本专利技术提供了一种用于测量水体双向反射分布函数的测量装置，对支架、激光器、探测器、激光器导轨和探测器导轨进行综合设计，实现了探测器和激光器在较大角度范围内绕同一半球中心的运动，激光器发射光轴的天顶角调节范围达到30
°
～90
°
，激光器方位角调节范围达到0
°
～360
°
，探测器接收光轴的天顶角调节范围达到0
°
～90
°
，探测器方位角调节范围达到0
°
～360
°
，使测量装置可以在足够多的点位上测量双向反射分布函数，提高测量精度。
[0021]本专利技术通过对包括水箱在内的测量装置进行了整体设计，实现了对水体或其他液体等非固态材质双向反射分布函数的测量。在测量水体的双向反射分布函数时，由于水体透过率较高，当水体面积和深度不足时，激光会穿透水体照射到样品室的内壁上，被内壁反射的回波会影响双向反射分布函数的测量精度。本专利技术采用长宽高各1m的水箱用于装入水或其他待测液体，使水体面积和深度足够，水箱内壁铺有黑色厚绒布，以减弱水箱内壁对激光的反射，避免在测量水体双向反射分布函数时影响测量精度。
附图说明
[0022]图1是本专利技术实施例提供的水体双向反射分布函数测量装置斜视图；
[0023]图2是本专利技术实施例提供的水体双向反射分布函数测量装置侧视图；
[0024]图3是本专利技术实施例提供的水体双向反射分布函数测量示意图。
具体实施方式
[0025]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0026]一方面，如图1和图2所示，本专利技术提供了一种用于测量水体双向反射分布函数的测量装置，包括：水箱、支架、激光器、探测器、激光器导轨和探测器导轨；
[0027]支架安放于水箱上，用于支撑整个测量装置；
[0028]激光器用于发射经过准直的激光光束，激光功率可调，光本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于测量水体双向反射分布函数的测量装置，其特征在于，包括；数据处理模块、水箱、支架、激光器、探测器、激光器导轨和探测器导轨；所述支架安放在水箱上，用于支撑所述激光器导轨和所述探测器导轨；水箱内放置有透明液体；所述激光器用于发射经过准直的激光光束；所述探测器用于测量被测物体表面不同反射方向上的辐射亮度；所述数据处理模块为安装有测量软件的计算机，通过数据线与探测器相联，用于利用被测物体表面不同反射方向上的辐射亮度，根据双向反射分布函数的定义，计算测量点位上的水体双向反射分布函数值；所述激光器导轨包括激光器天顶角导轨和激光器方位角导轨；所述激光器方位角导轨为圆形导轨，固定安装于所述支架上；所述激光器天顶角导轨为圆弧导轨，安装于激光器方位角导轨上，沿着激光器方位角导轨转动；所述激光器天顶角导轨上安装有滑块，所述激光器安装在滑块上，使所述激光器沿所述激光器天顶角导轨滑动；所述探测器导轨包括探测器天顶角导轨和探测器方位角导轨；所述探测器方位角导轨为圆形导轨，固定安装于所述支架上；所述探测器天顶角导轨为半圆形导轨，安装于探测器方位角导轨上，沿所述探测器方位角导轨转动；所述探测器天顶角导轨上安装有滑块，所述探测器安装...
【专利技术属性】
技术研发人员：张爽，孙春生，程刚，韩宏伟，郭林，刘文，马丽衡，丁志超，
申请(专利权)人：孝感华中精密仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：
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