[發明專利]光譜測量觀測智能支架

有效

• 申請號: 201510060391.0
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN104655277A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 張瑩;潘德爐;雷桂斌;王淑青;李燦蘋
• 申請（專利權）人: 廣東海洋大學;國家海洋局第二海洋研究所
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01N21/25
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明屬于海洋工程技術領域，涉及一種海面光譜測量的光譜測量儀的光纖探頭支架。

背景技術

光譜測量儀是將成分復雜的光分解為光譜線的科學儀器，由棱鏡或衍射光柵等構成，利用光譜測量儀可測量物體表面反射的光線，從而測知物品中含有何種元素。這種技術被廣泛地應用于空氣污染、水污染、食品衛生、金屬工業等的檢測中。

水體光譜特性的精確測量是水色遙感的基礎。目前較為有效的方法是水面之上測量法。水面之上測量法是采用便攜式光譜測量儀，如USB4000光譜測量儀可以響應從200到1100nm的光譜范圍，通過配合海洋光學生產的各種光學平臺組件、光源和采樣光纖，可以為上千種吸收、反射和發射測量應用搭建各具特色的系統。在經過嚴格的定標前提下，通過合理安排觀測幾何和設置測量積分時間，對水面反射輻亮度、天空光輻亮度、標準板反射輻亮度和／或下行輻照度進行測量。

目前，水面之上光譜測量方法在測量光譜時，所采用的觀測支架大多只是一根水平桿，其一端安裝光譜測量儀光纖探頭，無法達到快速、精確地實現上述觀測幾何的要求。專利《一種水面上光譜測量的多角度觀測支架201210394376.6》，避免了觀測平臺自身陰影與反射對水面光場的影響。但是支架不能自動調節角度，避免海浪對測量的影響。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種海面上光譜測量的光譜測量觀測智能支架，該觀測支架結構簡單、使用方便。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下：

光譜測量觀測智能支架，包括轉動支架、水平支架、固定支架三個支架。轉動支架、水平支架和步進電機構成轉動聯接，水平支架、固定支架和舵機三者構成轉動聯接，攝像頭安裝在攝像頭支架上，攝像頭支架固定在固定支架上，光纖探頭被彈性夾子固定在轉動支架、水平支架和固定支架三個支架上，與光譜測量儀聯接；北斗芯片與控制器聯接，傾角傳感器固定在轉動支架上，采集光纖探頭與水平面的夾角，夾角偏離設定值時，控制器控制步進電機轉動將光纖探頭調整為設定值并保持，攝像頭支架上的小孔投射太陽光斑到刻有方格坐標的水平支架上，攝像頭將太陽光斑圖像采集到控制器，控制器根據支架幾何尺寸和北斗芯片采集的日期、時間、經緯度計算光斑目標位置，控制舵機調整水平支架到目標位置并保持。

光譜測量儀采集光譜數據時刻，控制器記錄光斑投射實際位置與目標位置的偏差值，同時控制器記錄光纖探頭與水平面的夾角的測量值，為后期數據處理提供了減小光譜測量儀測量誤差的數據。

控制器設定為水面反射測量完成后，轉動支架自動改變角度進行天空散射測量，水面反射測量和天空散射測量之間的轉換時間縮短，減少水面反射測量和天空散射測量時間之間的間隔。

本發明有益效果如下：

光譜測量儀采集光譜數據時刻，北斗芯片采集的日期、時間、經緯度，光譜數據對應精確的采集點的日期、時間、經緯度；控制器控制光纖探頭與水平面的夾角，夾角偏離設定值時，控制器控制步進電機轉動將光纖探頭調整為設定值并保持；控制器控制舵機調整水平支架到目標位置并保持，提高光譜測量儀采集光譜數據的精度；光譜測量儀采集光譜數據時刻，控制器記錄光斑投射實際位置與目標位置的偏差值，同時，控制器記錄光纖探頭與水平面的夾角的測量值，為后期數據處理提供了減小光譜測量儀測量誤差的數據；以實現在水面反射測量和天空散射測量之間的快速轉換，減少時間間隔。

附圖說明：

圖1是光譜測量觀測智能支架測量海面反射時的結構示意圖；

圖2是光譜測量觀測智能支架測量天空散射時的結構示意圖；

圖3是水平支架俯視圖

圖中，1光纖探頭，2彈性夾子，3轉動支架，4傾角傳感器，5步進電機，6攝像頭，7攝像頭支架，8太陽光斑，9舵機，10水平支架，11固定支架，12彈性夾子，13彈性夾子，14光譜測量儀，15控制器，16北斗芯片。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明：