[发明专利]多用途高精度直接辐射表

说明书

技术领域

本发明涉及一种气象测量仪表，尤其是一种多用途高精度直接辐射表，具体地说是用于测量太阳直接辐射的直接辐射表，属于直接辐射表的技术领域。

背景技术

太阳直接辐射的定义是从日面及其周围一小立体角(从太阳中心向外扩展的半开敞角约为2.5°)内发出并入射到与该立体角轴线相垂直平面上的辐射。根据ISO 9060：1990的定义可知，直接辐射表主要由三部分组成：1)、用于接收太阳辐射的热电感应器，其一般为涂有黑漆的平面或腔体；2)、用于形成规定视场角(2.5°)和倾斜角(1°)的光筒；3)、用于将直接辐射表与太阳跟踪系统固定在一起并对准太阳的调整工装(调整工装可以与直接辐射表设计为一体，或调整工装与直接辐射表为相互独立的部件)。使用时，通过调整工装将直接辐射表固定在太阳跟踪系统上并调整对光，使直接辐射表完全对准太阳，太阳辐射通过光筒内部的多级光阑后照射到热电感应器上产生与太阳直接辐射成正比的电信号；电信号经过转换后就可得出太阳直接辐射测量值。

目前，国内广泛采用带有跟踪装置的直接辐射表测量太阳直接辐射。这些直接辐射表相当于将ISO9060:1990中定义的光筒、热电感应器等部件与太阳跟踪系统组合为一个整体；跟踪装置使光筒对准太阳，光筒用于测量太阳直接辐射。上述直接辐射表最大的优点是可以随时随地测量太阳直接辐射，但它也有许多问题：

1)、带有跟踪装置的直接辐射表使用不灵活、兼容性差。

带有跟踪装置的直接辐射表仅能单独使用，不能应用于其他辐射测量系统中。高精度辐射测量中除进行直接辐射测量外，还需要进行散射辐射和长波辐射等项目的测量。散射辐射和长波辐射测量时有遮光要求，而带有跟踪装置的直接辐射表自带的跟踪装置无法满足上述遮光要求。目前高精度辐射测量普遍采用太阳多要素自动测量系统完成，该系统的核心部分是多功能太阳跟踪装置，它可以高精度跟踪太阳，不仅能满足直接辐射测量的跟踪要求，也能满足散射辐射测量和长波辐射测量的遮光要求。由于太阳多要素自动测量系统中已有太阳跟踪装置，带有跟踪装置的直接辐射表在太阳多要素自动测量系统中使用时二者的跟踪功能会有功能重合；而将带有跟踪装置的直接辐射表的光筒拆下单独使用会造成跟踪装置的巨大浪费。目前亟需将带有跟踪装置的直接辐射表的直接辐射测量功能和跟踪功能分离。

2)、带有跟踪装置的直接辐射表粗大，笨重，使用和运输不方便。

3)、带有跟踪装置的直接辐射表无窗口加热功能，容易窗口结霜或结露，对太阳直接辐射造成巨大影响。

4)、带有跟踪装置的直接辐射表测量精度不高，温度响应误差较大。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种应用广泛的多用途高精度直接辐射表，本发明能去除了跟踪装置，结构紧凑，安全可靠，在调整工装的协助下与太阳跟踪装置配合使用可实现太阳直接辐射的高精度测量。

按照本发明提供的技术方案，所述多用途高精度直接辐射表，包括外筒以及位于所述外筒内用于测量太阳直接辐射且与外筒呈同轴分布的光学测量装置，在外筒外的前端设置前对准孔，在外筒外的后端设置与前对准孔呈同轴分布的后对准孔，所述前对准孔的轴线、后对准孔的轴线与外筒的轴线相互平行；在外筒的后端设有后座，所述后座内设有用于将光学测量装置测量的太阳直接辐射输出的接插件。

所述外筒的前端设有前座，所述前座上设有遮光罩，在前座内设有石英玻璃窗，所述石英玻璃窗位于光学测量装置的正前方；在前座内还设有用于对石英玻璃窗加热的窗口加热装置，所述窗口加热装置通过窗口加热装置引线与接插件电连接。

所述光学测量装置包括内筒以及位于所述内筒后端部的热电感应器，在所述热电感应器的正前方设置用于将太阳散射辐射至少经过两次以上内部反射才能达到所述热电感应器的光阑机构；后座内设置用于对热电感应器测量的太阳直接辐射进行温度补偿的温度补偿电路，热电感应器通过温度补偿电路与接插件电连接。

所述内筒包括前内筒、中内筒以及后内筒，光阑机构包括前光阑、第一中光阑、第二中光阑以及后光阑；前光阑固定于前内筒的前端部，前内筒的后端通过第一中光阑与中内筒的前端连接，中内筒的后端通过第二中光阑与后内筒的前端固定连接，后光阑位于后内筒内的后端，且热电感应器的前端与后光阑固定。