[發明專利]熱紅外下行輻射測定裝置及其測定方法有效
申請號: | 201210362463.3 | 申請日: | 2012-09-25 |
公開(公告)號: | CN102879107A | 公開(公告)日: | 2013-01-16 |
發明(設計)人: | 張仁華;邵全琴;樊江文;邴龍飛 | 申請(專利權)人: | 中國科學院地理科學與資源研究所 |
主分類號: | G01J5/12 | 分類號: | G01J5/12 |
代理公司: | 北京思創畢升專利事務所 11218 | 代理人: | 劉明華 |
地址: | 100101 北*** | 國省代碼: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索關鍵詞: | 紅外 下行 輻射 測定 裝置 及其 方法 | ||
技術領域
本發明屬于定量紅外遙感檢測領域,具體涉及一種熱紅外下行輻射測定裝置及其測定方法。
背景技術
熱紅外下行輻射分為以下兩種,
1)天空熱紅外下行輻射;
測定裝置設置在在無遮蔽環境中,測定裝置周圍沒有高大的樓房和樹木等遮蔽物,這種環境下測得的熱輻射稱為天空熱紅外下行輻射。
2)環境輻射照度;
測定裝置設置在郁閉環境中,即測定裝置與天空之間存在遮蔽物,此時測得的熱輻射稱為環境輻射照度,它包括天空的熱紅外下行輻射,還有周圍郁閉物體的下行輻射。
目前,熱紅外下行輻射的測定方法包括如下幾種:
1)以裸亞光鍍金蓋板進行測定,然后用熱電偶溫度計在裸亞光鍍金蓋板表面測定表面溫度,再扣除鍍金版的自身發射值。
該方法的缺點是表面溫度測量精度較低。
2)用紅外測溫儀對天空不同角度測定值得積分或對37度天頂角進行測定。
該方法的缺點是當天空有云或有高大建筑或樹木遮蔽天空時,將引起很大的測量誤差。
3)運用地面氣象臺站的空氣溫度和空氣濕度的經驗公式進行推算。
該方法是一種反演方法,不是直接測量,是在缺乏觀測數據時所采用的方法,測量精度較低。
發明內容
本發明為了解決現有技術中采用裸亞光鍍金蓋板直接進行溫度測量的方法精度較低的問題,提供了一種熱紅外下行輻射測定裝置及其測定方法。
測定裝置的設計思路如下:
熱紅外下行輻射測定裝置,其包括容水器5,亞光鍍金蓋板1、熱電偶放置槽2、熱電偶傳感器4、熱電偶測溫儀主機11以及熱紅外輻射計;所述熱電偶傳感器4通過導線與所述熱電偶測溫儀主機11相連接,
所述容水器5為一個頂部敞開的盒狀結構,所述亞光鍍金蓋板1設置在所述容水器5上表面,作為所述容水器5的蓋板;
所述熱電偶放置槽2設置在所述亞光鍍金蓋板1下表面,所述熱電偶傳感器4固定設置在所述熱電偶放置槽2內;
為了達到更好的測量效果,熱電偶傳感器4設置在熱電偶放置槽2的槽面頂端。
所述熱電偶傳感器4輸出的電信號通過導線傳輸至所述熱電偶測溫儀主機11;
所述熱紅外輻射計對準所述亞光鍍金蓋板1上表面,且所述熱紅外輻射計與所述亞光鍍金蓋板1的夾角為30~45度。
在測量過程中,
與熱電偶傳感器4緊密接觸的鍍金壓板3完全浸泡在具有大熱容量的水里,使得鍍金壓板3的溫度不隨大氣湍流影響而波動,提高了測量亞光鍍金鈑1出射輻射的精度。
所述亞光鍍金蓋板1的形狀為四邊形;
所述熱電偶放置槽2的數量為2個,2個所述熱電偶放置槽2在所述亞光鍍金蓋板1下表面的分布方式為平行分布,或十字交叉分布;
所述熱電偶傳感器4的數量可以設計為3~6個。
在具體實施中,所述亞光鍍金蓋板1的形狀為正方形;
所述熱電偶傳感器4的數量為4個,每個所述熱電偶放置槽2上均設置有2個所述熱電偶傳感器4;
4個所述熱電偶傳感器4分別設置在與所述亞光鍍金蓋板1的中心等距離位置處,且相鄰2個所述熱電偶傳感器4之間的距離為所述亞光鍍金蓋板1邊長的1/3。
各所述熱電偶放置槽2的形狀均相同,且所述熱電偶放置槽2的深度小于或等于所述亞光鍍金蓋板1厚度的1/2;
所述熱電偶傳感器4設置在所述熱電偶放置槽2內,且貼緊所述亞光鍍金蓋板1的下表面。
所述測定裝置包括壓片3;所述壓片3的形狀與所述熱電偶放置槽2的槽型相匹配,所述壓片3設置在所述熱電偶放置槽2的槽面上,并與所述熱電偶放置槽2緊密配合連接;
為了確保熱電偶傳感器4測得的溫度與亞光鍍金蓋板蓋1的上表面溫度一致,壓片3緊頂住熱電偶傳感器4,并將所述熱電偶傳感器4固定在所述熱電偶放置槽2底面上。即是使熱電偶傳感器4的靈敏點緊壓在熱電偶放置槽2的槽面上,由于亞光鍍金蓋板1下表面浸泡在容水器5里,且熱電偶放置槽2的槽面與亞光鍍金蓋板1的上表面的間距很小,加上大熱容量水的浸泡,能夠保持亞光鍍金蓋板1上表面與熱電偶放置槽2的槽面溫度相等。
在具體實施中,使熱電偶傳感器4緊密接觸熱電偶放置槽2底面,可以迅速測出熱電偶放置槽2的底面溫度,由于大熱容量的水,也就迅速測出亞光鍍金蓋板1的下表面溫度。
所述測定裝置包括溢水存放槽10以及水平儀8;
所述溢水存放槽10包圍設置在所述容水器5外側。
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