[發明專利]一種全自動光譜分光掃描測量天空亮度分布的裝置與方法

無效

• 申請號: 201310329625.8
• 申請日: 2013-08-01
• 公開（公告）號: CN103353346A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 羅濤;林若慈;王書曉;魏天虎;陳敏;王偉志
• 申請（專利權）人: 中國建筑科學研究院;北京奧博泰科技有限公司
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42;G01J3/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種全自動光譜分光掃描測量天空亮度分布的裝置，其特征在于：其包括測量探頭部分、精密轉臺和主控制柜，其中測量探頭部分包括鏡筒、校準燈、光閘、光譜儀、溫度傳感器、控制電路和隔熱罩；采用光譜儀對天空光進行測量，光譜儀內置有溫度傳感器，以隨時檢測光譜儀溫度變化；精密轉臺包括驅動控制電路、轉臺；測量探頭部分安裝在精密轉臺之上，驅動控制電路驅動轉臺旋轉以驅動測量探頭部分，主控制柜部分主要由嵌入式PC，供電單元，以太網交換機，定時開關機單元和供電單元組成。

2.如權利要求1所述的測量天空亮度的裝置，其特征在于，其中所述光譜儀為高精度光譜儀，波長測量范圍為200nm～1100nm，線性度優于0.5％，亮度測量范圍為0～50000cd/m²，分辨率1cd/m²。

3.如權利要求1所述的測量天空亮度的裝置，其特征在于，所述鏡筒中的光闌可調，所述鏡筒的視場角為11度。

4.如權利要求1所述的測量天空亮度的裝置，其特征在于，所述的校準燈采用色溫為2856K的5W鎢燈，恒流驅動，經過積分球發出均勻光，所述積分球內部直徑為36mm，能對光譜儀因為溫度變化造成的信號漂移作出動態修正。

5.如權利要求1所述的測量天空亮度的裝置，其特征在于，所述探頭部分的探頭主體外設有隔熱罩。

6.如權利要求1所述的測量天空亮度的裝置，其特征在于，所述精密轉臺可在水平方向360°和垂直方向的-10°～+90°自由旋轉。

7.如權利要求1所述的測量天空亮度的裝置，其特征在于，所述精密轉臺的定向精度優于0.5度。

8.一種利用權利要求1-7任一項所述的裝置通過光譜分光掃描測量天空亮度分布的方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)測量前，精密轉臺旋轉至起始位置，校準燈點亮，對儀器進行自校準和光譜修正；

(2)測量開始，精密轉臺旋轉到預先設定的角度，光譜儀對天空光譜進行測量，積分后得到亮度值；

(3)存儲測量數據后，精密轉臺旋轉到下一個測量位置進行測量；

(4)測量完成后，精密轉臺旋轉至起始位置，等待下一次測量的指令。

9.如權利要求8所述的測量天空亮度的方法，其特征在于，亮度值由以下步驟取得：

(1)利用普朗克計算公式得到理論光譜曲線簡化計算公式M_λB(λ，T)＝c₁λ^-5exp(-c₂/λT)，然后得到理論鎢燈歸一化標準光譜曲線；

(2)利用理論光譜曲線得到光譜修正系數：S(λ)＝M_λB(λ，T)/DN_S(λ，T)

其中，M_λB(λ，T)為理論2856K鎢燈歸一化光譜曲線；DN_S(λ，T)為實測2856K鎢燈歸一化光譜曲線；S(λ)為各波長下的光譜修正系數；

(3)利用亮度計算公式得到最終亮度值：LV=K×∫380780V(λ)L(λ)S(λ)dλ,]]>

其中，c₁，c₂為常數；T為溫度；V(λ)為人眼視見函數；L(λ)為波長為λ的相對光強；S(λ)為波長為λ的光譜修正系數；K為亮度系數；L_V為視覺亮度值。

10.如權利要求9所述的測量天空亮度的方法，其特征在于，對天頂測量位置，所述光譜儀進行三次測量，取三次的平均值作為天頂亮度值。