[發明專利]一種定日鏡反射率檢測方法

有效

• 申請號: 202110054567.7
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112903629B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 馬昊偉;陳樂;韓雷濤;劉爽;沈斌;郭經天
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01N21/47
• 分類號: G01N21/47;G01N21/01
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種定日鏡反射率檢測方法，其特征在于：

第一步：輻射表標定并計算輻射表參數值

對于第二輻射表(16)和第三輻射表(13)其中的每個輻射表均采用以下方式標定處理：

1.1)通過第一輻射表(3)采集獲得太陽光強度E0；

1.2)單獨將一塊定日鏡標準板放置在第一測量位置(24)/第二測量位置(25)，太陽光經過準孔筒(4)和弧形滑板(6)上的通孔槽后照射到轉盤(15)的第一測量位置(24)/第二測量位置(25)上的定日鏡標準板，經定日鏡標準板反射到第二輻射表(16)/第三輻射表(13)探測獲得鏡面反射光強度E；

1.3)按照步驟1.2)分別將三塊不同積塵等級的、已知反射率的定日鏡標準板U、V、W依次放置在第一測量位置(24)/第二測量位置(25)檢測獲得三塊定日鏡標準板U、V、W各自的鏡面反射光強度E；

1.4)按照以下公式根據三塊定日鏡標準板U、V、W的已知反射率、經第二輻射表(16)/第三輻射表(13)對三塊定日鏡標準板U、V、W探測的鏡面反射光強度E以及太陽光強度E0進行擬合計算，獲得每個定日鏡標準板各自的參數k和b：

其中，F表示定日鏡標準板的反射率，k表示一次項參數，b表示常數參數；

1.5)按步驟1.1)—1.4)從而獲得第二輻射表(16)/第三輻射表(13)的鏡面反射光強度和反射率的關系，完成了標定；

第二步：現場具體實施測量方法及過程：

2.1)將檢測裝置整體放置在水平放置的待測定日鏡表面，且將三塊定日鏡標準板U、V、W同時放置在轉盤(15)的三個相互間隔的測量孔(14)處；

2.2)根據日晷刻度盤(2)上的日晷指針(1)光影的位置，得到當前太陽的高度角α；

2.3)調節移動檢測裝置的位置，使日晷指針(1)的光影與日晷刻度板(2)的刻度中線重合，然后根據日晷光影的位置，調節兩側弧形滑板(6)上的準孔筒(4)的朝向，使得準孔筒(4)的角度γ＝α，即準孔筒(4)的軸向和太陽光的方向平行；調節第二輻射表(16)和第三輻射表(13)的朝向角度δ，使得δ＝180-α，即使得太陽光經過準孔筒(4)和弧形滑板(6)上的通孔槽后照射到轉盤(15)上的測量孔(14)處有定日鏡標準板或者待測定日鏡，經定日鏡標準板或者待測定日鏡正好反射到第二輻射表(16)或者第三輻射表(13)中被探測；

2.4)通過第一輻射表(3)測量太陽輻照度E01；

2.5)在t1時刻，通過電機(18)旋轉轉盤(15)，帶動第一塊定日鏡標準板U位于第一測量位置(24)處，通過第二輻射表(16)測量第一測量位置(24)處的定日鏡標準板U的鏡面反射光強度EA1，通過第三輻射表(13)測量第二測量位置(25)處的待測定日鏡的鏡面反射光強度EB1；

2.6)在t2時刻，通過電機(18)旋轉轉盤(15)120°，帶動第二塊定日鏡標準板V位于第一測量位置(24)處，通過第二輻射表(16)測量第一測量位置(24)處的定日鏡標準板V的鏡面反射光強度EA2，通過第三輻射表(13)測量第二測量位置(25)處的待測定日鏡的鏡面反射光強度EB2；

2.7)在t3時刻，通過電機(18)旋轉轉盤(15)120°，帶動第三塊定日鏡標準板W位于第一測量位置(24)處，通過第二輻射表(16)測量第一測量位置(24)處的定日鏡標準板W的鏡面反射光強度EA3，通過第三輻射表(13)測量第二測量位置(25)處的待測定日鏡的鏡面反射光強度EB3；

2.8)根據步驟2.1)～2.7)的三次測量結果按照以下公式計算各自的鏡面反射光強度差值

ΔEi＝|EBi-EAi|

其中，ΔEi表示ti時刻測量的鏡面反射光強度差值，i表示測量時刻的序數，i＝1、2、3；

取三次測量的鏡面反射光強度差值中的最小值，以最小值對應的定日鏡標準板作為參考定日鏡，以參考定日鏡的積塵等級作為待測定日鏡的積塵等級；

2.9)對于待測定日鏡，通過第二輻射表(16)或者第三輻射表(13)實時探測鏡面反射光強度EP，代入以下參考定日鏡的公式中處理獲得待測定日鏡的反射率：

其中，FP表示待測定日鏡的反射率，k表示參考定日鏡的一次項參數，b表示參考定日鏡的常數參數；

方法采用以下檢測裝置，檢測裝置包括外殼，日晷指針(1)安裝在外殼上；

所述的外殼主要由黑色扇形外殼(10)和黑色方形外殼(9)連接組成，黑色扇形外殼(10)一側表面為弧形面，弧形面在兩側上設置弧形的進光槽(8)，每個進光槽(8)的邊緣均安裝有帶有角度刻度的卡槽條，進光槽(8)中嵌裝弧形滑板(6)，弧形滑板(6)之外的進光槽(8)的兩端均設置有用于遮蓋的遮擋滑塊(7)，弧形滑板(6)上開設通孔槽，通孔槽處的弧形滑板(6)上固定安裝準孔筒(4)，準孔筒(4)和通孔槽同軸連通，弧形滑板(6)和準孔筒(4)形成整體在進光槽(8)中沿弧形滑動旋轉；兩側弧形滑板(6)之間通過一塊水平連接板(5)連接，第一輻射表(3)固定在水平連接板(5)上；

外殼內裝有檢測機構，檢測機構包括支架(11)、電機(18)、轉盤(15)、第二輻射表(16)和第三輻射表(13)；支架(11)固定于外殼內，支架(11)的中部安裝有安裝框架(17)，安裝框架(17)內的底部安裝電機(18)，電機(18)的輸出端朝下，電機(18)的輸出端經聯軸器(19)和轉盤(15)的中心同軸連接，電機(18)運行帶動轉盤(15)旋轉；支架(11)的兩側均通過一個輻射表角度調節板(12)分別安裝有第二輻射表(16)和第三輻射表(13)，第二輻射表(16)和第三輻射表(13)均朝向轉盤(15)布置，第二輻射表(16)和第三輻射表(13)通過各自的輻射表角度調節板(12)旋轉進而調節朝向轉盤(15)上的角度；所述的轉盤(15)上開設六個測量孔(14)，六個測量孔(14)沿圓周間隔布置。