[發明專利]一種星載輕小型高探測靈敏度的海面溫度檢測裝置

在審

• 申請號: 202210159805.5
• 申請日: 2022-02-22
• 公開（公告）號: CN114414054A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 劉銀年;孫同生;孫德新;馬超;沈維佳;姚明亮
• 申請（專利權）人: 南通智能感知研究院
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01J5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明專利公開了一種星載輕小型高探測靈敏度的海面溫度檢測裝置，屬于航天遙感儀器技術領域，本發明包括凸形外殼；固定安裝在所述凸形外殼的兩個短波紅外相機、兩個長波紅外相機、相機支架和分置式斯特林制冷機機組；固定安裝在所述凸形外殼外部的定標組件和電路盒，采用兩個短波紅外相機和兩個長波紅外相機在水平和垂直方向拼接的方式，實現1000km大幅寬、高精度海面溫度監測，本發明的海面溫度檢測裝置整體結構緊湊、體積小、功耗小、重量輕，可搭載在多種衛星平臺上工作。

技術領域

本發明屬于航天遙感儀器技術領域，具體涉及一種星載輕小型高探測靈敏度的海面溫度檢測裝置。

背景技術

海水表面溫度是全球海-氣系統最重要的變量之一。它是重要的海洋參數，是氣候變化的關鍵指標，廣泛應用于描述海洋環流和動力學、上層海洋作用的研究、海洋-大氣熱交換，及作為數字天氣預報的一個邊界條件。精確測量海水溫度，確保監測數據精度，對海洋物理化學、生態的研究起到至關重要的作用。

目前，獲取海水溫度的通用手段主要有水銀溫度表測溫、傳感器測溫、紅外測溫。水銀溫度表測溫是最直接的測溫方式，根據冷熱感溫原理，與海水接觸獲得海水溫度。常見的溫鹽傳感器結合海水溫度和海水鹽度，擁有著可持續觀測、數據快速傳遞的優點，適合長期測量。溫度傳感器則采用熱敏電阻，實時監測海洋水溫，并將測量數據傳輸至采集板塊儲存。紅外測溫則是利用物體溫度高于絕對零度時向周圍輻射電磁波，且輻射能量的強度及其按波長的分布與物體表面溫度成正比的原理，通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準確測定它的表面溫度。無論是水銀溫度表測溫還是傳感器測溫，只能獲取極小區域的海水溫度，要獲取大面積海水溫度，需借助衛星遙感測溫。衛星遙感測溫本質上也屬于紅外測溫，且搭載平臺的局限性更小。

通常情況下，海面向上發射的長波輻射，其光譜分布幾乎和黑體相同，在紅外波段相當于300K黑體輻射，峰值集中在8-14μm的中紅外波段，且海面輻射大小主要取決于海面溫度。對于紅外相機，由于對溫度較為敏感，可利用測量獲取的數值信號經輻射校正后轉化為入瞳輻亮度，剝離大氣輻射等傳輸過程，得到海面本體輻射量，進而反演出海水的溫度。

但是現有技術中，衛星搭載的用于海面溫度觀測的遙感載荷的探測靈敏度和海面溫度反演精度不足，并且衛星搭載的遙感載荷重量和體積都比較大。

發明內容

鑒于以上背景，本發明的目的是提出一種星載輕小型高探測靈敏度的海面溫度檢測裝置，本發明的內容如下：

本發明的內容在于提供一種星載輕小型高探測靈敏度的海面溫度檢測裝置，其技術點在于，包括凸形外殼；固定安裝在所述凸形外殼的兩個短波紅外相機、兩個長波紅外相機、相機支架和分置式斯特林制冷機機組；固定安裝在所述凸形外殼外部的定標組件和電路盒；

所述凸形外殼包括底板和與所述底板固定安裝的蒙皮，所述蒙皮的前方開設有相互對稱的四個錐孔，在所述蒙皮下方兩個錐孔對稱軸處開設有旋轉孔；

所述兩個短波紅外相機兩個長波紅外相機均通過相機支架固定在所述底板上，所述短波紅外相機位于長波紅外相機正上方，所述短波紅外相機和長波紅外相機光軸平行，且同步工作；

所述每個短波紅外相機和每個長波紅外相機的視場角一樣均為28.6°；所述兩個短波紅外相機和兩個長波紅外相機的光軸夾角一樣均為24.6°；所述兩個短波紅外相機和兩個長波紅外相機的視場重疊角一樣均為4°；

所述分置式斯特林制冷機機組與所述長波紅外相機固定連接；

所述定標組件通過旋轉孔與所述底板固定安裝；

所述電路盒包括短波相機電路盒、長波相機電路盒和熱控電路盒，所述短波相機電路盒用來驅動短波紅外相機的成像、獲取數據并進行圖像數據預處理，所述長波相機電路盒用來驅動長波紅外相機成像、獲取數據并進行圖像數據預處理，所述熱控電路盒用來控制相機整體溫度。