[發明專利]光學透射計以及用于這種光學透射計的光源和光檢測器

無效

• 申請號: 200780008374.6
• 申請日: 2007-03-07
• 公開（公告）號: CN101400988A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: 羅蘭登·萊加盧
• 申請（專利權）人: 杜倫大學
• 主分類號: G01N21/53
• 分類號: G01N21/53;G01N21/59
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 潘士霖;李春暉

本發明涉及光學透射計(transmissometer)并且特別地但是并不唯 一地涉及遠距離大氣光學透射計。本發明還涉及用于這種透射計的光源和 光檢測器。

測量光學信號在空氣中的衰減的遠距離光學透射計用于包括監視空 氣質量和可見度的諸多應用并且一般分為兩類。稱為天文透射計的第一類 透射計用來測量大氣透射率，以改善某些類型的基于地面的高能量伽馬射 線和宇宙射線檢測器的校準并且一般包括氣體放電燈泡光源和電荷耦合 器件(CCD)檢測器。這樣的設備受困于光源的燈泡昂貴、功率消耗高 并且需要頻繁更換從而需要頻繁維護的缺點，這二者明顯地增加透射計的 制造和操作成本。如果儀器安裝于偏遠地點和需要自治供電則更是如此。

稱為環境透射計的第二類透射計一般包括白熾光燈泡源和光電二極 管接收器。這一類透射計受困于光電二極管的窄視野造成難以正確地對準 裝置的各種部件這一缺點。另外，這一類透射計的光源通常被斬波，并且 使用鎖相放大器來檢測光電二極管的輸出信號，這也明顯地增加了裝置的 制造成本。

本發明的優選實施例尋求克服現有技術的上述不足。

根據本發明的一個方面，提供一種用于透射計的光源，該透射計用于 確定至少一個光學信號在流體中的衰減，該光源包括：

至少一個發光二極管(LED)，用于提供輸出光學信號；

驅動裝置，用于對所述發光二極管或每個所述發光二極管供給能量； 以及

第一無線電通信裝置，用于使所述光源能夠與遠離所述光源的至少一 個處理器裝置和/或光檢測器設備通信。

通過提供包括一個或多個發光二極管和用于使光源能夠與至少一個 處理器裝置和/或光檢測器設備通信的第一無線電通信裝置的光源，這提 供了減少光源所需維護量的優點、從而明顯地減少設備的維護成本而同時 又有助于光源和對應檢測器設備的同時操作。

該光源還可以包括用于增強至少一個所述輸出光學信號的第一增強 器裝置。

該第一增強器裝置可以包括至少一個透鏡。

該驅動裝置可以適于間歇地操作至少一個所述發光二極管。

該光源可以包括適于在多個分別的平均波長提供光學輸出信號的多 個所述發光二極管，其中驅動裝置適于每次操作一個所述發光二極管。

該第一無線電通信裝置可以適于將所述光源的狀態數據發送到光檢 測器設備。

該第一無線電通信裝置可以適于使得能夠遠程地操作所述驅動裝置。

根據本發明的另一方面，提供一種用于透射計的光檢測器設備，該透 射計用于確定至少一個光學信號在流體中的衰減，該設備包括：

光學檢測器陣列，用于提供代表輸入光學信號的相應的輸出信號；以 及

第二無線電通信裝置，用于使所述設備能夠與用于提供至少一個所述 輸入光學信號并且位置遠離所述設備的至少一個處理器裝置和/或光源通 信。

通過提供包括光學檢測器陣列和第二無線電通信裝置的光檢測器設 備，這提供了以下優點：有助于檢測器設備的檢測器與生成輸入光學信號 的光源對準以及有助于檢測器設備與光源操作。

至少一個所述光學檢測器可以包括電荷耦合器件(CCD)。

該設備還可以包括用于增強至少一個所述輸入光學信號的第二增強 器裝置。

該第二增強器裝置可以包括至少一個望遠鏡。

該第二無線電通信裝置可以適于接收光源的狀態數據。

該第二無線電通信裝置可以適于使得能夠遠程地操作所述設備。

該設備還可以包括用于處理至少一個所述輸出信號的處理器裝置。

該處理器裝置可以適于標識從光源接收光的至少一個所述檢測器。

該處理器裝置可以適于將來自從所述光源接收光的多個第一所述檢 測器的電信號與來自鄰近于所述第一檢測器的多個第二檢測器的電信號 進行比較。

該處理器可以適于將當至少一個所述發光二極管接通時來自多個所 述第一檢測器的電信號與當至少一個所述發光二極管關斷時來自多個所 述檢測器的電信號進行比較。

根據本發明的又一方面，提供一種用于確定至少一個光學信號在流體 中的衰減的透射計，該透射計包括：