[发明专利]基于旋转光谱仪的极地海冰多层位光谱辐射测量系统

摘要

本发明公开了一种基于旋转光谱仪的极地海冰多层位光谱辐射测量系统，测量系统包括均设在密封舱内的辐射信号耦合装置、光谱仪、电源、主控子系统、光电编码器、机械传动装置、伺服电机、光谱仪固定块、光纤接口/固定装置；电源与主控子系统相连，为其提供工作电压；辐射信号耦合装置和光谱仪通过光纤相连，光谱仪和辐射信号耦合装置通过光谱仪固定块安装在机械传动装置的旋转主轴上，光电编码器设在机械传动装置的旋转主轴上，伺服电机与机械传动装置相连，光谱仪、光电编码器和伺服电机均与主控子系统相连。本发明采用旋转光谱仪的方式，进行极地海冰多层位光谱辐射测量，提高了此类型系统在极地环境下长期、连续、稳定工作的能力。

主权项

一种基于旋转光谱仪的极地海冰多层位光谱辐射测量系统，其特征在于，所述测量系统包括均设在密封舱（10）内的辐射信号耦合装置（1）、光谱仪（2）、电源（3）、主控子系统（4）、光电编码器（5）、机械传动装置（6）、伺服电机（7）、光谱仪固定块（8）、光纤接口/固定装置（9）；所述电源（3）与主控子系统（4）相连，为其提供工作电压；所述辐射信号耦合装置（1）和光谱仪（2）通过光纤相连，所述光谱仪（2）和辐射信号耦合装置（1）通过光谱仪固定块（8）安装在机械传动装置（6）的旋转主轴上，所述光电编码器（5）设在机械传动装置（6）的旋转主轴上，所述伺服电机（7）与机械传动装置（6）相连，所述光谱仪（2）、光电编码器（5）和伺服电机（7）均与主控子系统（4）相连；所述光纤接口/固定装置（9）上开有12个呈均匀圆周阵列分布的标准光纤接口，用于与外部光纤相连；进行测量时，在主控子系统（4）的控制下，伺服电机（7）进行反转，带动机械传动装置（6）转动使得光电编码器（5）从初始位置开始寻找零位；当光电编码器（5）到达零位后，主控子系统（4）控制下伺服电机（7）正转，带动机械传动装置（6）和光谱仪固定块（8）转动，直到光谱仪（2）恰好指向第一根外部光纤时停止，此时外部光信号经由辐射信号耦合装置（1）聚焦于光谱仪（2）入口光纤的端面圆心处，经由光纤传输进入光谱仪（2）内部进行测量；当光谱仪（2）测量完成后，数据通过数据线传输到主控子系统（4）的SD卡中进行存储；在第一次测量完成之后，伺服电机（7）继续正转（30）度，光谱仪（2）指向下一根外部光纤，光谱仪（2）测量辐射信号，主控子系统（4）将测量结果存储到SD卡中，直到（12）根外部光纤全部被测量完成；最后在主控子系统（4）的控制下，伺服电机（7）进行反转，带动机械传动装置（6）进行转动使得光电编码器（5）回到初始位置，此次测量结束，所述测量系统进入低功耗模式并等待下一次测量指令。