[发明专利]一种多腔绝对辐射计交叉定标测量方法

说明书

本发明实施例公开一种多腔绝对辐射计交叉定标测量方法。该多腔绝对辐射计交叉定标测量方法通过交叉定标第一接收腔和第二接收腔：在一个接收腔接收光照的同时另一个接收腔采用电加热使得两个接收腔的热平衡值达到相等，然后互换两个接收腔的工作方式，即原来接收光照的接收腔进行电加热，原来进行电加热的接收腔接收光照，使得两个接收腔的热平衡值再次达到相等，联立两个阶段的光电等效方程，进而消去两个接收腔的温度传感器的热电系数，从而得到高精度的辐照度计算公式。该多腔绝对辐射计交叉定标测量方法可很好地抑制温漂且具有较高测量精度。

技术领域

本发明涉及绝对辐射计定标的技术领域，具体涉及一种多腔绝对辐射计交叉定标测量方法。

背景技术

地球上的能源除了核能、地热、火山爆发等之外都直接或间接地来自太阳辐射。对地球这个由陆地、海洋和大气组成的复杂体系来说，无论其内部存在什么样的大气圈化学、海洋、大气大循环和生物过程及其相互作用，太阳辐射是最重要的外部能源。太阳辐射的微小变化也将导致全球范围能量循环、水、碳和氮循环过程的变动，引起地球环境和气候、气象的巨大变化。太阳辐射是地球天气过程和气候演变的主要驱动力，气候变化和中长期天气预报等都需要地球辐射收支资料。

传统的电定标绝对辐射计分为光观测和电定标两个阶段：光观测阶段辐射计快门打开，接收腔吸收光照使得接收腔和热沉达到热平衡，并利用温度传感器记录接收腔相对于热沉的温升；电定标阶段快门关闭，给接收腔上的加热丝通电加热，使得接收腔和热沉达到热平衡时温度传感器测量的接收腔相对于热沉的温升与光观测阶段相同，加在接收腔的电功率就等于太阳辐射功率。一般情况下，传统的电定标绝对辐射计还要进行光电不等效的修正，同时为了减少热沉温漂而产生的误差，通常绝对辐射计会对称的布置两个接收腔，一个用于测量，另一个为补偿腔。补偿腔可以与测量腔背对背布置，也可以肩并肩平行布置。

传统的绝对辐射计测量方法包括光观测和电定标两阶段式，当光观测阶段和电定标阶段热沉温度发生漂移时会带来较大的测量误差。虽然通常的绝对辐射计结构会对称布置补偿腔抵消部分热沉的温漂，但是要求补偿腔的腔体和温度传感器与主测量腔有较好的一致性。

因此，针对现有的光观测阶段和电定标阶段的温漂以及主测量腔和补偿腔由于无法做到完全一致而引入测量误差的问题，需要提供一种可很好地抑制温漂且具有较高测量精度的多腔绝对辐射计交叉定标测量方法。

发明内容

针对现有的光观测阶段和电定标阶段的温漂以及由于主测量腔和补偿腔无法做到完全一致而引入测量误差的问题，本发明实施例提供一种可很好地抑制温漂且具有较高测量精度的多腔绝对辐射计交叉定标测量方法。该多腔绝对辐射计交叉定标测量方法通过交叉定标第一接收腔和第二接收腔，并联立两个定标阶段的光电等效方程从而消去第一温度传感器和第二温度传感器的热电系数，进而得到高精度的辐照度计算公式。

该多腔绝对辐射计交叉定标测量方法的具体方案如下：一种多腔绝对辐射计交叉定标测量方法包括交叉标定的第一阶段和第二阶段；在所述第一阶段中：第一接收腔的快门打开且接收光照，第二接收腔的快门关闭且给所述第二接收腔中的第二加热丝通电加热，直至所述第一接收腔中的第一温度传感器所感知的信号值和所述第二接收腔中的第二温度传感器所感知的信号值相等；在所述第二阶段中：第一接收腔的快门关闭且给第一接收腔中的第一加热丝通电加热，第二接收腔的快门打开且接收光照，直至所述第一接收腔中的第一温度传感器所感知的信号值和所述第二接收腔中的第二温度传感器所感知的信号值相等；联立第一阶段的光电等效方程和第二阶段的光电等效方程，消去第一温度传感器和第二温度传感器的热电系数，获得辐照度计算表达式。

优选地，判断所述第一接收腔中的第一温度传感器所感知的信号值和所述第二接收腔中的第二温度传感器所感知的信号值相等的方法为：将所述第一温度传感器的输出和所述第二温度传感器的输出分别作为差分电路的第一输入端和第二输入端，当所述差分电路的输出电压为0时，判断所述第一接收腔中的第一温度传感器所感知的信号值和所述第二接收腔中的第二温度传感器所感知的信号值相等。