[實(shí)用新型]漫射熱輻射源物體方向比輻射率測(cè)量?jī)x器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 99207592.0
• 申請(qǐng)日: 1999-03-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN2360849Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2000-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張仁華;孫曉敏;唐新齋;蘇紅波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院地理研究所
• 主分類號(hào): G01N21/00
• 分類號(hào): G01N21/00
• 代理公司: 北京思創(chuàng)專利事務(wù)所
• 代理人: 韋慶文

本實(shí)用新型涉及熱紅外遙感應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種漫射熱輻射源地表地物比輻射率測(cè)量?jī)x器。

地物的表面溫度測(cè)定在許多科學(xué)研究和應(yīng)用領(lǐng)域有著十分重要的作用。在氣象領(lǐng)域里，精確的地表溫度是提高數(shù)值天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度的關(guān)鍵參數(shù)；在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域里，精確地測(cè)定地表溫度直接關(guān)系提高遙感作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)的精度以及提高旱災(zāi)估算精度；在國(guó)防領(lǐng)域里，精確地測(cè)定地表地物溫度可提高軍事目標(biāo)的識(shí)別和反偽裝的能力；在森林安全防護(hù)中，精確地測(cè)定地表溫度也可提高火災(zāi)災(zāi)情的準(zhǔn)確監(jiān)控的準(zhǔn)確度……。物體表面的溫度反映的是物體界面分子平均運(yùn)動(dòng)的能量值。物體的表面溫度取決于以下三個(gè)重要參數(shù)，即表面輻射溫度、環(huán)境輻照度和比輻射率。其中表面輻射溫度和環(huán)境輻照度在現(xiàn)有技術(shù)中都是不難解決的。唯獨(dú)比輻射率的測(cè)定還沒(méi)有突破。

物體比輻射率就是物體發(fā)射熱輻射的本領(lǐng)。物體比輻射率的精確測(cè)定是遠(yuǎn)距離精確遙感和反演真實(shí)地表溫度的關(guān)鍵信息。在定量熱紅外遙感應(yīng)用技術(shù)中，物體比輻射率的測(cè)量更具有重要意義。換言之，沒(méi)有比輻射率就不可能正確獲取地表地物的真實(shí)溫度信息。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)物體比輻射率測(cè)量技術(shù)的研究主要集中在兩個(gè)類型上，一種是準(zhǔn)直熱輻射源式，其測(cè)量原理是根據(jù)二氧化碳激光照射物體后的反射輻射和散射輻射計(jì)算而得的。另一種是漫射熱輻射源式，這是一種用于野外測(cè)定地表地物方向比輻射率的技術(shù)。

在漫射熱輻射源方式中，又分波譜式和平均波段式兩種方式。用波譜式進(jìn)行物體比輻射率測(cè)定時(shí)，必須同時(shí)用兩臺(tái)熱紅外波譜儀；該波譜儀價(jià)格十分昂貴、每臺(tái)價(jià)格在20萬(wàn)美元以上；該波譜儀采用碲鎘汞元件，需要用液氮制冷；同時(shí)該波譜儀重量重，體積大，不適合野外測(cè)定；最要害的是，該波譜儀不能測(cè)定比輻射率的方向性。這種熱紅外波譜儀已問(wèn)世了數(shù)十年，至今幾乎沒(méi)有什么重大進(jìn)展。就另一種平均波段式的方法而言，目前的平均波段式的方法只能測(cè)定物體表面法線方向上的比輻射率，而實(shí)際被測(cè)物體的真實(shí)比輻射率是有方向性的。所以，在精確定量反演地表真實(shí)溫度的時(shí)候，僅垂直方向的方法就不能滿足需要。換言之，目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有能夠在野外測(cè)定地物方向比輻射率的技術(shù)。

本實(shí)用新型的目的，就是要為了克服了現(xiàn)有技術(shù)不能測(cè)定方向比輻射率值的缺陷，提供了一種漫射熱輻射源物體方向比輻射率值的測(cè)量?jī)x器。本實(shí)用新型的比輻射率測(cè)量?jī)x器較好地解決了精確反演野外地物表面真實(shí)溫度的關(guān)鍵問(wèn)題。

本實(shí)用新型的漫射熱輻射源比輻射率測(cè)量?jī)x器是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本實(shí)用新型的漫射熱輻射源物體方向比輻射率測(cè)量?jī)x，包括紅外測(cè)溫儀，支撐架，可升降式測(cè)量平臺(tái)，承物框，其中：所述的紅外測(cè)溫儀包括高精度傳感器；該紅外測(cè)溫儀通過(guò)步進(jìn)電機(jī)固定在測(cè)桿的一端，測(cè)桿的另一端與位于可升降式測(cè)量平臺(tái)中部的步進(jìn)電機(jī)連接；所述的比輻射率測(cè)量?jī)x還包括折疊式的黑體半球面棚；折疊式的黑體半球面棚與位于可升降測(cè)量平臺(tái)上的步進(jìn)電機(jī)連接。

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳述本實(shí)用新型的技術(shù)方案。

附圖1漫射熱輻射源物體方向比輻射率測(cè)量?jī)x正視圖

附圖2漫射熱輻射源物體方向比輻射率測(cè)量?jī)x俯視圖

本實(shí)用新型的漫射熱輻射源物體方向比輻射率測(cè)量?jī)x，包括紅外測(cè)溫儀5，支撐架4，可升降式測(cè)量平臺(tái)7，承物框8，其特征在于：所述的紅外測(cè)溫儀包括高精度傳感器；該紅外測(cè)溫儀5通過(guò)步進(jìn)電機(jī)1、2固定在測(cè)桿9的一端，測(cè)桿9的另一端與位于可升降式測(cè)量平臺(tái)7中部的步進(jìn)電機(jī)3連接；所述的比輻射率測(cè)量?jī)x還包括折疊式的黑體半球面棚6；折疊式的黑體半球面棚6與位于可升降測(cè)量平臺(tái)7上的步進(jìn)電機(jī)10連接。

在具體實(shí)施的時(shí)候，本實(shí)用新型的比輻射率測(cè)量?jī)x的紅外測(cè)溫儀固定在可旋轉(zhuǎn)360°的步進(jìn)電機(jī)1上，而步進(jìn)電機(jī)1又連接在可轉(zhuǎn)動(dòng)傾角360°的另一個(gè)步進(jìn)電機(jī)2上；步進(jìn)電機(jī)2連接在測(cè)桿9的一端；測(cè)桿9的另一端與第三個(gè)步進(jìn)電機(jī)3的驅(qū)動(dòng)軸銜接。因此，本實(shí)用新型的步進(jìn)電機(jī)1、2互相垂直并各自可旋轉(zhuǎn)360°；測(cè)桿9與步進(jìn)電機(jī)3驅(qū)動(dòng)軸銜接可轉(zhuǎn)動(dòng)范圍是180°；步進(jìn)電機(jī)1、2、3、10分別由相應(yīng)的智能化控制器控制。測(cè)桿9支點(diǎn)的另一端可以配上適當(dāng)重量的鐵塊，與紅外測(cè)溫儀保持力矩平衡。

本實(shí)用新型的折疊式的黑體半球面棚6棚內(nèi)表面的用料可以選自黑絨布料或者涂上黑色無(wú)光漆的材料等等；其外表面可以采用高反射率材質(zhì)的白色紡織物或者銀色涂布或者塑料膜等等。

本實(shí)用新型的與步進(jìn)電機(jī)10連接的折疊式的黑體半球面棚6可在180°范圍內(nèi)周期性的開(kāi)啟和關(guān)閉。

本實(shí)用新型采用升降式的測(cè)量平臺(tái)，可以方便地貼近土壤表面和作物活動(dòng)面進(jìn)行測(cè)定。