[實(shí)用新型]一種水色高光譜輻射實(shí)時(shí)觀測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920056013.5
• 申請(qǐng)日: 2009-05-05
• 公開（公告）號(hào): CN201378079Y
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊躍忠;曹文熙;柯天存;盧桂新;郭超英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院南海海洋研究所
• 主分類號(hào): G01J1/02
• 分類號(hào): G01J1/02;G01J1/42;G01C13/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 陳 衛(wèi)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及海洋、湖泊水色的測(cè)量領(lǐng)域，特別涉及一種用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量水面與水面近表層太陽光輻射分布的水色高光譜輻射實(shí)時(shí)觀測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著水色衛(wèi)星海上輻射定標(biāo)和數(shù)據(jù)真實(shí)性檢驗(yàn)、近海海洋環(huán)境、赤潮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)觀察和預(yù)警以及海洋多過程多學(xué)科聯(lián)合診斷的觀測(cè)需要，要求對(duì)海洋或湖泊水面和水下光譜輻射進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。但針對(duì)海洋光學(xué)浮標(biāo)的特殊性，測(cè)量存在諸如陰影問題、標(biāo)體穩(wěn)定性問題、探頭防污染等關(guān)鍵技術(shù)問題。現(xiàn)有技術(shù)中大部分海洋光學(xué)浮標(biāo)掛接錨鏈系統(tǒng)的系留點(diǎn)是在浮標(biāo)底端，海洋對(duì)浮體的曳力在系留點(diǎn)上產(chǎn)生力矩最大，會(huì)使浮標(biāo)產(chǎn)生傾斜，而且浮標(biāo)狀態(tài)容易隨海流，波浪變化而變化。但是海上考察或作業(yè)時(shí)某些觀量探頭需要保持平穩(wěn)狀態(tài)，要求海上浮標(biāo)能在不同海況下保持最小傾角。

另外，現(xiàn)有大部分光學(xué)輻射量探頭都是基于在陸地上的天空、大氣、實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行光學(xué)輻射量測(cè)量的設(shè)計(jì)，不具備水下測(cè)量所需要的水密、承受水壓、防污染功能。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種能保持觀測(cè)探頭平穩(wěn)，且適于在水下長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行光學(xué)輻射測(cè)量觀測(cè)、考察或作業(yè)的水色高光譜輻射實(shí)時(shí)觀測(cè)系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型包括如下技術(shù)特征：一種水色高光譜輻射實(shí)時(shí)觀測(cè)系統(tǒng)，包括光學(xué)系統(tǒng)、控制裝置、浮標(biāo)體和浮標(biāo)錨鏈；所述光學(xué)系統(tǒng)包括光譜儀、光纖和光學(xué)傳感器探頭；所述浮標(biāo)體內(nèi)設(shè)有控制裝置和光譜儀，浮標(biāo)體下部與浮標(biāo)錨鏈連接，其特征在于：

所述浮標(biāo)體包括串聯(lián)的大球浮體和小球浮體，小球浮體下部固定連接有與水平垂直的主桿，主桿下部設(shè)有重塊和平衡葉片，主桿上設(shè)有能在主桿一側(cè)自由擺動(dòng)的矩形擺框；矩形擺框下部連接有浮標(biāo)錨鏈；

所述浮標(biāo)體側(cè)面設(shè)有探頭桿，探頭桿的頂端固定有光學(xué)傳感器探頭，光學(xué)傳感探頭與光纖連接，光纖與光譜儀連接，光譜儀與控制裝置連接。

所述主桿上垂直連接有水平橫桿，水平橫桿兩端鉸接有矩形擺框，矩形擺框下部橫桿的中部與浮標(biāo)錨鏈連接，所述主桿通過限制矩形擺框的下部橫桿，使得矩形擺框在主桿一側(cè)擺動(dòng)。

所述浮標(biāo)體側(cè)面按照水上、水淺表面、水深表面依次設(shè)有三個(gè)探頭桿；所述浮標(biāo)體頂部設(shè)有安裝科學(xué)儀器或通訊設(shè)備的塔架。

所述光學(xué)傳感器探頭包括進(jìn)光玻璃窗口、探頭主體圓管和光纖出口；所述進(jìn)光玻璃窗口通過密封結(jié)構(gòu)與探頭主體圓管的上管面密封結(jié)合；所述探頭主體圓管的內(nèi)孔設(shè)計(jì)有由大到小多個(gè)梯級(jí)孔徑；所述光纖出口包括設(shè)于探頭主體圓管下部的光纖接頭，所述光纖與光纖接頭連接后通過密封軟管接出。

所述光學(xué)傳感器探頭包括進(jìn)光玻璃窗口、探頭主體圓管和光纖出口；所述進(jìn)光玻璃窗口與探頭主體圓管密封連接，進(jìn)光玻璃窗口下設(shè)有余弦集光器；所述光纖出口包括光纖接頭、密封軟件管，光纖接頭設(shè)于余弦激光器下，光纖接頭連接的光纖通過密封軟件管接出。

所述光學(xué)傳感器探頭的光玻璃窗口上設(shè)有電動(dòng)刷，所述電動(dòng)刷與控制裝置連接。

所述光譜儀為CCD陳列光電傳感器。

所述控制裝置包括低功耗工控計(jì)算機(jī)和復(fù)合功能板；所述復(fù)合功能板包括多路分電源開關(guān)模塊和定時(shí)器開關(guān)模塊；多路分電源開關(guān)模塊包括電子開關(guān)和鎖存器，鎖存器的信號(hào)輸入端與低功耗工控計(jì)算機(jī)連接，鎖存器的信號(hào)輸出端與電子開關(guān)控制端相連控制外部設(shè)備電源；所述定時(shí)器開關(guān)模塊包括電壓變換器、單片機(jī)、電池、日歷定時(shí)器、總電源開關(guān)；電池與日歷定時(shí)器的電源端相連提供電源；電壓變換器分別與低功耗工控計(jì)算機(jī)和單片機(jī)連接；單片機(jī)與日歷定時(shí)器連接；日歷定時(shí)器的定時(shí)中斷口與總電源開關(guān)連接。所述低功耗工控計(jì)算機(jī)為嵌入式PC104CPU主板。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果：首先，大小浮標(biāo)體、重塊、平衡葉片以及矩形擺框的設(shè)計(jì)，使得水流對(duì)平衡葉片的曳力在受力點(diǎn)產(chǎn)生的力矩，與水流對(duì)球體曳力在受力點(diǎn)產(chǎn)生的力矩相等，從而實(shí)現(xiàn)了浮體傾斜角度受海流變化影響小的平穩(wěn)載體平臺(tái)。其次，光學(xué)傳感器探頭的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗壓強(qiáng)度大，使用連接可靠，海上容易安裝；最后，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使得整個(gè)系統(tǒng)的控制無需人為干預(yù)和管理，控制可靠穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中浮標(biāo)體的正視圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中浮標(biāo)體的側(cè)視圖；

圖3為本實(shí)用新型中實(shí)施例1的光學(xué)傳感器探頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型中實(shí)施例2的光學(xué)傳感器探頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型的控制裝置硬件原理圖。

具體實(shí)施方式