[發明專利]一種用于臨近空間探測的分體式光譜溫度儀及大氣溫度反演方法

有效

• 申請號: 202011490565.4
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112665748B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 郜海陽;廖淑君;康佳慧;寇蕾蕾;卜令兵
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01K11/00
• 分類號: G01K11/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 蘇虹

1.一種用于臨近空間探測的分體式光譜溫度儀，其特征在于：包括收光子系統(1)和光譜檢測子系統(2)；

收光子系統(1)包括進光筒(3)、嵌于進光筒內壁的若干第一遮光環(4)、以及設于進光筒內部的菲涅爾透鏡(5)和光纖光錐(6)，光纖光錐(6)位于菲涅爾透鏡(5)的下方；第一遮光環(4)的內環通孔直徑由上至下逐漸減小，且構成的傾斜角度與收光子系統(1)的觀測立體角相同；光纖光錐(6)的大端面朝向菲涅爾透鏡(5)，光纖光錐的小端面遠離菲涅爾透鏡并與導光管(8)相連；

光譜檢測子系統包括從上至下依次設置的圓頂積分球(9)、環形照明光纖(10)、主光路遮光筒(21)和成像系統；主光路遮光筒的頂端設有視場光闌(11)，中部固定有主透鏡(13)，底端設有窄帶干涉濾光片(14)，主光路遮光筒的內壁嵌有若干第二遮光環(12)；主透鏡的上方和下方均設有第二遮光環，上下兩部分遮光環的內環通孔構成的傾斜角度與主體光路立體角相同；

環形照明光纖(10)設有第一連接端口和第二連接端口，導光管(8)通過第一連接端口與環形照明光纖(10)相連，第二連接端口連接有光纖(17)，光纖的另一端與定標燈(18)相連。

2.根據權利要求1所述的用于臨近空間探測的分體式光譜溫度儀，其特征在于：導光管(8)導出的接收光傳至環形照明光纖(10)，并將光束沿環形照明光纖(10)末端出口處引入到圓頂積分球(9)中，通過反復漫散射使得視場光闌(11)處得到強度均勻的圓形平面光源；光源進入遮光筒(21)，將視場光闌(11)處的平面發散光源轉換為進入窄帶干涉濾光片(14)的不同角度的平行光束，后透過窄帶干涉濾光片(14)進行成像。

3.根據權利要求1所述的用于臨近空間探測的分體式光譜溫度儀，其特征在于：光纖光錐(6)的小端面與光纖端帽(7)連接，光纖端帽(7)的尾端連接有導光管(8)，光纖端帽(7)和導光管(8)的連接處位于進光筒(3)的底端，并密封于進光筒中。

4.根據權利要求1所述的用于臨近空間探測的分體式光譜溫度儀，其特征在于：成像系統包括成像透鏡(15)和CCD傳感器(16)，成像系統將透過窄帶干涉濾光片(14)后的不同角度的平行光束會聚于CCD傳感器(16)的成像面。

5.根據權利要求1所述的用于臨近空間探測的分體式光譜溫度儀，其特征在于：收光子系統的進光筒(3)配合菲涅爾透鏡(5)和光纖光錐(6)的大端面，形成在天頂方向±11°～±15°的觀測立體角。

6.根據權利要求1所述的用于臨近空間探測的分體式光譜溫度儀，其特征在于：第一遮光環的數量為6～10個，第二遮光環的數量為8～10個。

7.根據權利要求1所述的用于臨近空間探測的分體式光譜溫度儀，其特征在于：所述光譜檢測子系統的外部設有帶隔熱層的罩殼(19)，罩殼的側壁安裝有制冷裝置(20)，遮光筒外壁安裝有溫濕傳感器(22)；遮光筒(21)與成像系統之間設有濾光片輪(24)，濾光片輪位于制冷裝置的出風口軸線上。