[發明專利]一種102F傅立葉光譜儀的適配器及使用方法

有效

• 申請號: 201210363506.X
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN102879106A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 張仁華;田靜;蘇紅波;楊永民;陳少輝;唐伯惠;吳驊;孫曉敏;唐新齋;朱治林
• 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: G01J5/02
• 分類號: G01J5/02;G01J5/00
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 劉明華

技術領域

本發明涉及用于定量遙感研究與應用領域中的102F傅立葉光譜儀中的適配裝置，具體地，是涉及一種102F傅立葉光譜儀的適配器及方法。

背景技術

102F傅立葉光譜儀是美國D&P公司生產的3-25微米紅外光譜儀。原設計的地物比輻射率測量中被測地物的黑體溫度的獲取方法，是用該儀器直接測量的輻射溫度進行模擬，此模擬值是近似值，僅適合高比輻射率地物的測量。不適合需要低比輻射率應用的科研、地質探礦和軍事偽裝反偽裝等領域。

具體來講，102F傅立葉光譜儀在測量比輻射率的方法中必須的一項數據是地物在實際溫度下的黑體普朗克函數，即該地物在實際溫度下的黑體光譜出輻射度的分布曲線。原102F傅立葉光譜儀獲取該重要數據的方法是利用測量地物的輻射溫度進行模擬，在實際溫度下地物的黑體溫度與輻射溫度是不相等的。地物比輻射率越小兩者的差值越大。因此，在測量高比輻射率的場合，例如植被和水體，原102F傅立葉光譜儀在測量比輻射率的方法所引起的誤差在一般要求不甚嚴格的場合，尚且可以。然而，在測量低比輻射率的場合，原102F傅立葉光譜儀在測量比輻射率的方法所引起的誤差就不可接受。

發明內容

針對上述現有技術中102F傅立葉光譜儀不能精確測量低比輻射率地物的缺陷，本發明的目的是提供一種102F傅立葉光譜儀的適配器及方法，運用假黑體原理，通過適配器直接測定低比輻射率被測物的黑體溫度，從而獲取科研、地質探礦和軍事偽裝反偽裝等領域所需要的低比輻射率地物的比輻射率。

本發明目的之一的一種102F傅立葉光譜儀的適配器，包括雙截嵌套黑體筒：為小截黑體筒1和大截黑體筒2；小截黑體筒1與大截黑體筒2均為中空筒體；

所述小截黑體筒1一端與102F傅立葉光譜儀物鏡匹配連接，另一端與大截黑體筒2一端匹配連接，固定連接后無絲毫漏光；小截黑體筒1的軸線與大截黑體筒2的軸線位于同一直線上；

所述小截黑體筒1與102F傅立葉光譜儀物鏡的匹配固定方式可為轉式鎖定；

所述大截黑體筒2一端與小截黑體筒1匹配連接，另一端設有尺寸擴展罩3，所述尺寸擴展罩3內放置被測物。

被測物與102F傅立葉光譜儀物鏡之間的測距與所述小截黑體筒1的筒體徑向橫截面直徑之比大于6。

所述大截黑體筒2和小截黑體筒1的筒體內壁設置為無光黑體，黑體筒等效比輻射率大于0.99。

所述大截黑體筒2內壁覆蓋均勻涂覆有無光黑體漆，使黑體筒等效比輻射率大于0.99；優選輻射率大于0.99999；且在所述大截黑體筒2的筒體外壁覆蓋有高反射率的銀光漆；

所述大截黑體筒2的材質可選用隔熱性能好，耐摩擦，而比重不要太大，即不要太重的材料，材料的導熱率必須≤0.030W/mk，可選擇低導熱率的PVC。這里所述的低導熱率是指熱穩定性S≥20、導熱率≤0.030W/mk。

所述小截黑體筒1包括筒體11和端帽12；所述端帽12通過螺紋或者卡扣方式與所述筒體11連接；所述端帽12為中空結構，102F傅立葉光譜儀物鏡連接在所述端帽12處，物鏡的軸線與所述大、小截黑體筒的軸線均在一條直線上。

由于本發明是通過上下拉動小截黑體筒1來調節觀測距離的，所以小截黑體筒1的高度的確定是為了方便調節、適配102傅立葉光譜儀透鏡的觀測高度；小截黑體筒1下端的直徑要大于102F傅里葉光譜儀的物鏡在與小截黑體筒1下端同高度時的視場角的直徑；

所述小截黑體筒1與大截黑體筒2的高度之和的范圍為600毫米~900毫米，優選720毫米~840毫米；

所述大截黑體筒2的筒體徑向橫截面直徑為150毫米或140毫米；所述小截黑體筒1的筒體徑向橫截面必須與所用光譜儀物鏡匹配，直徑為33毫米；

所述小截黑體筒1為黑色PVC材質制成，內壁噴涂中性黑體漆。

本發明目的之二為使用本發明的這種102F傅立葉光譜儀的適配器進行測試的方法，依次包括如下步驟：

步驟一，預處理：將所述小截黑體筒1與所述大截黑體筒2進行匹配，而無絲毫漏光；

待觀測物體預處理：將所述適配器罩上待觀測物體15分鐘后進行試驗；并遮擋適配器上太陽光，防止直射；

步驟二，實驗步驟：開啟裝置并初始化后設置實驗參數，進行預備性觀測和高低溫黑體的定標觀測，在適配器下觀測被測物體的黑體溫度，被測物體采樣觀測，天空下行輻射測量，測定適配器的環境輻射，數據保存。

其中，被測物體采樣觀測與天空下行輻射測量相隔時間越短越好；