[發(fā)明專利]一種自校準(zhǔn)多譜段熱紅外亮溫輻射計(jì)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111286550.0
• 申請(qǐng)日: 2021-11-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113847990A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝小鵬;謝臣瑜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01J5/00
• 分類號(hào): G01J5/00;G01J5/02;G01J5/04;G01J5/52;G01K7/18;G08C17/02
• 代理公司: 北京君瑯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 16017
• 代理人: 周燕

本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于外場(chǎng)應(yīng)用的自校準(zhǔn)多譜段熱紅外亮溫輻射計(jì)，其包括：目標(biāo)切換艙、儀器主體和控制箱，所述目標(biāo)切換艙搭載的高低溫黑體可以對(duì)儀器內(nèi)部的探測(cè)器進(jìn)行實(shí)時(shí)定標(biāo)，保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，儀器主體和控制箱之間通過(guò)防水航插和導(dǎo)線相連，儀器主體內(nèi)部配備了四個(gè)光譜通道，與目前熱紅外波段載荷所對(duì)應(yīng)的光譜通道更加匹配或接近，具有較強(qiáng)的普適性。本發(fā)明所述的儀器具有輕量化的特點(diǎn)，利用無(wú)人機(jī)搭載進(jìn)行航飛測(cè)試，可方便快捷的實(shí)現(xiàn)定標(biāo)場(chǎng)地大面積、高頻次的測(cè)量需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于紅外測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種可用于外場(chǎng)的自校準(zhǔn)多譜段熱紅外亮溫輻射計(jì)。

背景技術(shù)

在紅外發(fā)射譜段，衛(wèi)星載荷的外場(chǎng)定標(biāo)實(shí)驗(yàn)需要通過(guò)測(cè)量定標(biāo)場(chǎng)的大氣下行輻射和地表光譜輻亮度兩個(gè)輻射量值，從而得到定標(biāo)場(chǎng)地的光譜發(fā)射率，再結(jié)合大氣傳輸模型可以反演得到衛(wèi)星入瞳處的光譜輻亮度，最終完成對(duì)紅外發(fā)射譜段衛(wèi)星載荷的定標(biāo)。

目前國(guó)內(nèi)科研人員針對(duì)外場(chǎng)大氣下行輻射和地表光譜輻射特性參數(shù)的測(cè)量，主要通過(guò)人工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的方式實(shí)現(xiàn)，這種方式耗費(fèi)高、效率低，且受制于天氣因素，難以保障定標(biāo)頻次和有效數(shù)據(jù)量。

因此，亟需要研制了一種可長(zhǎng)時(shí)間工作于野外定標(biāo)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，可用于外場(chǎng)長(zhǎng)期觀測(cè)的能夠?qū)崿F(xiàn)自校準(zhǔn)的多譜段熱紅外亮溫輻射計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的提供一種適用于外場(chǎng)定標(biāo)環(huán)境下的自校準(zhǔn)多譜段熱紅外亮溫輻射計(jì)，可放置于外場(chǎng)定標(biāo)場(chǎng)地中長(zhǎng)期運(yùn)行，并且具備遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰Α?/p>

本發(fā)明提供了一種自校準(zhǔn)多譜段熱紅外亮溫輻射計(jì)，其包括：目標(biāo)切換艙、儀器主體和控制箱；所述目標(biāo)切換艙與所述儀器主體之間固定連接，儀器主體和控制箱之間具有連接導(dǎo)線；其特征在于：在所述目標(biāo)切換艙的切換艙主框架的每個(gè)側(cè)面上設(shè)置安裝孔，在第一側(cè)面上安裝有加熱黑體，在第二側(cè)面上形成天頂觀測(cè)窗口，在第三側(cè)面上安裝有環(huán)境溫度黑體，在第四側(cè)面上形成地物觀測(cè)窗口；在儀器主體內(nèi)設(shè)置有主光路系統(tǒng)。

其中，在所述目標(biāo)切換艙中心處安裝第一步進(jìn)電機(jī)，第一步進(jìn)電機(jī)芯軸上固定有45°鍍金反射鏡，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)將不同目標(biāo)的輻射反射至儀器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)不同目標(biāo)間的探測(cè)。

其中，所述儀器主體進(jìn)一步包括有儀器外殼，在外殼內(nèi)部安裝有金板轉(zhuǎn)輪、第二步進(jìn)電機(jī)、濾光片轉(zhuǎn)輪、第三步進(jìn)電機(jī)和紅外探測(cè)器。

其中，金板轉(zhuǎn)輪上安裝了一片鍍金平面反射鏡，通過(guò)第二步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪，實(shí)現(xiàn)測(cè)量系統(tǒng)有/無(wú)金板的狀態(tài)切換。

其中，濾光片轉(zhuǎn)輪包括四個(gè)濾光片，通過(guò)第三步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪，實(shí)現(xiàn)儀器在不同通道下的測(cè)量，對(duì)應(yīng)的四個(gè)光譜通道分別為8.2～9.4μm、10.1～11.1μm、11.8～12.8μm和8.0～13.2μm。

其中，所述主光路系統(tǒng)包括有兩個(gè)透鏡，兩透鏡直徑分別為12.7mm和25mm，焦距分別為20mm和50mm，整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的視場(chǎng)角為12°，所述主光路系統(tǒng)中的光學(xué)系統(tǒng)組件已進(jìn)行發(fā)黑處理，便于消除內(nèi)部雜散光。

其中，熱電堆探測(cè)器的光敏面尺寸6mm，包含有四個(gè)引腳，可獲取探測(cè)器內(nèi)部的電壓值和電阻值。

其中，所述控制箱包括中央控制器CPU、熱電堆探測(cè)器電路模塊、步進(jìn)電機(jī)控制電路模塊，數(shù)據(jù)傳輸模塊和GPRS通訊模塊，所述中央控制器CPU可實(shí)現(xiàn)測(cè)量?jī)x器在有線和無(wú)線兩種模式下工作，整體控制電路模塊供電電壓為24V。

其中，所述GPRS通訊模塊包括有通訊SIM卡和SD內(nèi)存卡，儲(chǔ)存后的數(shù)據(jù)可通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸。

其中，所述控制箱進(jìn)一步包括有測(cè)溫模塊和控溫模塊，測(cè)溫模塊可對(duì)加熱黑體和環(huán)境溫度黑體的實(shí)時(shí)溫度進(jìn)行測(cè)量采集，控溫模塊可實(shí)現(xiàn)加熱黑體的溫控。