[發(fā)明專利]雙筒多視場太陽光度計

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410580574.0
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN105629330A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 張淑芬
• 申請（專利權）人: 陜西啟源科技發(fā)展有限責任公司
• 主分類號: G01W1/00
• 分類號: G01W1/00;G01J1/42
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司 61220
• 代理人: 賈苗苗

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于多視場太陽光度計。

背景技術

目前探測卷云的手段主要包括地基雷達觀測、衛(wèi)星反演和飛機取樣。由于飛機取樣價格昂貴，卷云的光學性質主要通過遙感的方法得到。一些學者基于可見光波段非吸收通道的反射對云光學厚度較敏感，而近紅外波段水或冰吸收通道的反射對云粒子尺度較敏感的事實發(fā)展了反演云光學厚度和有效粒子半徑的方法。由于卷云處在對流層上部到平流層下部的位置，并且通常在光學上很薄(地面上肉眼有時不可見)，給探測和研究帶來了很大的困難。傳統(tǒng)太陽光度計主要用來測量晴朗無云天氣條件下的氣溶膠光學厚度和可降水量，其測量應用限于無云天氣條件。

發(fā)明內容

為了解決傳統(tǒng)太陽光度計僅能測量氣溶膠的局限性問題，本發(fā)明提供一種可用于探測卷云光學性質的雙筒多視場太陽光度計。

本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)：

雙筒多視場太陽光度計，包括工控機、底座箱及光學跟蹤平臺，其特征在于：工控機內設有圖像采集卡、運動控制卡、I／0控制卡、信號采集卡；底座箱內設有模塊電源、電機驅動器、I／O口驅動電路、恒溫控制器、信號增益控制電路；光學跟蹤平臺包括CCD探測器、步進電機、光電探測器、恒溫室、跟蹤和信號光筒；所述圖像采集卡與CCD探測器之間通過模塊電源連接；運動控制卡通過電機驅動器與步進電機連接；I/O控制卡通過I/O口驅動電路與光電探測器連接，同時I/O控制卡通過恒溫控制器與恒溫室相連接；信號采集卡通過信號增益控制電路與跟蹤和信號光筒連接。

所述運動控制卡選用PCI-8144。

所述信息采集卡選用USBDAQ。

所述恒溫控制器選用AI-518型人工智能PID溫度控制器。

所述信號增益控制電路通過PGA207和PGA103控制。

所述跟蹤和信號光筒采用雙光筒。

本發(fā)明有益的技術效果：

本發(fā)明采用采集卡和控制卡是本發(fā)明的核心部分，其可完成雙筒多視場太陽光度計的信號和圖像采集、自動跟蹤太陽、多個視場控制的功能。為了達到足夠高的測量精度，采用AI-518型人工智能PID溫度控制器，并能控制其恒溫工作，采用信號增益方法以達到較大的動態(tài)測量范圍。CCD傳感器和步進電機驅動相結合，使儀器運行時可自動跟蹤太陽，太陽影像中心采用圓弧計算方法，及時太陽部分被云遮擋也能精準地跟蹤太陽。

具體實施方式

雙筒多視場太陽光度計，包括工控機、底座箱及光學跟蹤平臺，其特征在于：工控機內設有圖像采集卡、運動控制卡、I／0控制卡、信號采集卡；底座箱內設有模塊電源、電機驅動器、I／O口驅動電路、恒溫控制器、信號增益控制電路；光學跟蹤平臺包括CCD探測器、步進電機、光電探測器、恒溫室、跟蹤和信號光筒；所述圖像采集卡與CCD探測器之間通過模塊電源連接；運動控制卡通過電機驅動器與步進電機連接；I/O控制卡通過I/O口驅動電路與光電探測器連接，同時I/O控制卡通過恒溫控制器與恒溫室相連接；信號采集卡通過信號增益控制電路與跟蹤和信號光筒連接。

雙筒變視場太陽光度計主要由工控機、底座箱、光學跟蹤平臺組成。工控機內裝有圖像采集卡、運動控制卡、I／0控制卡、信號采集卡，分別實現(xiàn)圖像采集、電機控制、變視場控制及增益控制、光電信號采集。底座箱內裝有各種模塊電源、電機驅動器、恒溫控制器、信號增益控制電路、I／O口驅動電路。光學跟蹤平臺由CCD探測器、光電探測器及其恒溫室、步進電機、跟蹤和信號光筒組成。

采集卡和控制卡是儀器的核心部分，可完成雙筒多視場太陽光度計的信號和圖像采集、自動跟蹤太陽、多個視場控制各項功能。為了達到足夠高的測量精度，采用高性能光伏探測元件，并能控制其恒溫工作，采用程控增益的方法以達到較大的動態(tài)測量范圍。CCD傳感器和步進電機驅動相結合，使儀器運行時可自動跟蹤太陽，太陽影像中心采用圓弧計算方法，即使太陽部分被云遮擋也能精準地跟蹤太陽。