[发明专利]可同步测量辐照度和辐亮度的高光谱辐射计

说明书

本发明涉及一种可同步测量辐照度和辐亮度的高光谱辐射计，包括外壳，外壳两端设有实心端盖一和实心端盖二，两实心端盖之间形成内仓；实心端盖一沿轴向开有通孔一，实心端盖二沿轴向开有通孔二；通孔一和通孔二均设置玻璃形成窗口一和窗口二；窗口一内设置平凸透镜；窗口二以外设置余弦校正器；内仓中设置电路板和两组分光器，电路板包括分光器驱动单元和数据采集单元；两组分光器分别通过光纤连接平凸透镜和窗口二，同时分别通过导线连接分光器驱动单元；壳体侧壁上设置连接器一，用于对外连接供电设备。本发明的光谱辐射计能够同步测量辐照度和辐亮度，可最大限度减小设备尺寸，可在长期无人值守状态下正常使用，数据采集精度高。

技术领域

本发明涉及光学观测领域，具体涉及一种用于现场光学观测的设备。

背景技术

海洋科学在20世纪后半叶得到迅速发展，人们逐渐认识到海洋在全球环境与人类社会可持续发展中发挥着至关重要的调节作用。海洋水体研究是研究海洋环境的基础，在洋流监测、气象预报、防灾减灾、环境治理、极地科考中都占据着重要地位。目前国内外都已展开对海洋水体的深入研究，其中，海洋光学研究是运用光学技术探测海洋的科学研究，能够获取海洋的光学性质以及光在海洋中的传播规律，其基础研究的实验方法主要是运用现场和实验室的测量方法进行海洋光学性质的研究，例如研究日光射入海洋后，经过辐射传递过程所产生的、由海洋表层向上的光谱辐射场。

现有技术中，对于海洋这类水体光谱辐射场的实地测量多采用高光谱辐射计。但是由于海洋的测量环境具有特殊性，尤其是在面积广阔的深海洋面进行测量作业，测量人员无法近距离地维护和调整辐射计的状态，而且为了显著提高测量的精确度，辐射计本身产生的光影影响必须尽可能降低。鉴于这些因素，有必要研发一种自体产生光影小且具有自动清洁能力的高光谱辐射计。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种适用于现场探测的自阴影小的高光谱辐射计。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

提供一种可同步测量辐照度和辐亮度的高光谱辐射计，包括一个中空管状外壳，所述中空管状外壳两端设有具有一定厚度的实心端盖一和实心端盖二，所述实心端盖一和实心端盖二之间形成内仓；所述的实心端盖一沿轴向至少开有通孔一，所述的实心端盖二沿轴向至少开有通孔二；所述的通孔一和通孔二均设置玻璃形成窗口一和窗口二；所述的窗口一以内的通孔一设置平凸透镜，所述的平凸透镜镜面垂直通孔一的轴向，且凸面朝向所述窗口一；所述的窗口二以外的通孔二内垂直轴向设置余弦校正器；所述内仓中设置电路板和两组分光器，所述的电路板包括分光器驱动单元和数据采集单元；所述的两组分光器，分别通过光纤连接所述的平凸透镜和窗口二，同时分别通过导线连接所述的电路板的分光器驱动单元；所述的中空管状壳体侧壁上至少设置连接器一，用于对外连接供电设备，所述连接器一在中空管状壳体内通过导线与所述电路板电连接。

本发明的高光谱辐射计，其内置的两组分光器分别通过光纤连接内设平凸透镜的窗口一和外设余弦校正器的窗口二，当窗口二竖直朝向天空而窗口一竖直朝向水面或地表等观测面时，即可实现统一姿态下的辐照度和辐亮度同步测量；而且将两种光学探头集成于同一壳体内不仅能够大幅减小测量设备的自阴影影响，而且更加便于本发明的高光谱辐射计在其他应用平台上的拆装和调整。

本发明所述的高光谱辐射计中，所述内仓中设置的两组分光器之间位置没有特别的限定，以分光器的光纤一端为正向来讲，两组分光器可以在内仓的任意位置背对背相邻设置，也可以在内仓任意位置背对背间隔设置，还可以是在内仓的任意位置面对面设置；面对面设置时，两组分光器与平凸透镜和窗口二之间形成光纤的对向交叉连接。

本发明优选的一种所述的高光谱辐射计中，所述的两组分光器分设在所述内仓两端，并分别通过光纤连接窗口二和平凸透镜中较远的一个，由此形成光纤的对向交叉连接。这种方式设置分光器，可以很大程度地减小本发明高光谱辐射计的整体长度，把辐射计自阴影对测量的影响降到很小。