專利名稱：一種海冰透過光譜測量裝置及其測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海洋監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種海冰透過光譜測量裝置及其測量方法。
背景技術(shù)：
海冰透過光譜是海冰相關(guān)研究中的關(guān)鍵參量之一，準(zhǔn)確、簡便的測量海冰透過光譜是任何海冰光輻射測量中不可避免的基本技術(shù)問題。海冰透過光譜測量的一般通用方法是首先選取測量冰面，然后在所選冰面順太陽光適當(dāng)距離處，開鑿一個冰洞，將測量探頭通過冰洞送入所測海冰下，測量海冰透過光譜。測量中主要面臨的難點問題為測量時，探頭測量平面和海冰下表面需保持水平的微接觸，如果距離太近，將損傷探頭表面，如果距離太遠，不能保證測量的真實性，因此，測量應(yīng)該采用何種輔助測量裝置和測量方法，以保證探頭測量平面和海冰下表面是水平的微接觸？
目前，并沒有專用的商業(yè)儀器用于測量海冰透過光譜，研究學(xué)者們測量海冰透過光譜時多采用自主研發(fā)的各類海冰透過光譜測量裝置，并且其中大多數(shù)都是基于地物光譜儀改裝而成，并且針對本文上述的測量海冰透過光譜中面臨的難點問題，暫時還沒有一個完美的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是研制一種適用于海冰透過光譜測量裝置的及其實現(xiàn)方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括如下技術(shù)特征
一種海冰透過光譜測量裝置，包括數(shù)據(jù)采集裝置、探頭裝置，輔助測量裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置與所述探頭裝置連接，用于采集所述探頭裝置所測量的數(shù)據(jù)，所述輔助測量裝置為浮體，所述探頭裝置安裝于所述浮體中。該浮體為柱形浮體，密度小于0. 5g/m3，浮體的浮力約等于探頭質(zhì)量的1到2倍左
右ο所述數(shù)據(jù)采集裝置為PC104工業(yè)式嵌入式電腦和訂制的光譜儀，采用耐低溫保護，結(jié)合所設(shè)計的軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集及儲存，或采用人工操作對數(shù)據(jù)進行采集及存儲。所述探頭裝置包括探頭、光纖管和預(yù)設(shè)長度的密封管，所述光纖管用于連接所述探頭和所述數(shù)據(jù)采集裝置，所述光纖管安裝于所述密封管內(nèi)，所述探頭為輻亮度探頭或輻照度探頭，探頭具有水密的特性，水密大于5米的水壓。探頭的體積較小，可減少對光場的影響，其直徑介于2cnT8Cm之間。所述浮體上下面均安裝有擋板，上層擋板設(shè)有四個柱體，可使得浮體不完全緊貼于海冰底面，以此即可以保護探頭，同時也減少上層擋板的反射對光場的影響。所述浮體中軸上設(shè)有用于安裝所探頭裝置的安裝位，所述安裝位為一通孔，所述通孔上端設(shè)有鎖扣，用于固定所探頭裝置。
所探頭裝置及浮體均渡為黑色。為了測量冰體下層透過，離待測量點大于Im處，開鑿直徑大于浮體直徑的冰洞， 開鑿點必須處于太陽入射面內(nèi)，且位于待測點下行處，將固定著探頭的浮體推到待測點的冰下層，然后將所開鑿的冰洞遮住，開啟數(shù)據(jù)采集裝置進行測量，同時保證探頭后端的密封
管垂直于冰層。相對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
本發(fā)明中采用自動化的方法來收集測量到數(shù)據(jù)，便于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和處理，采用輻亮度探頭或輻照度探頭，采用浮體作為輔助測量裝置，浮體上下面各有一層密度較小的黑色擋板，上層擋板設(shè)有四個柱體，可使得浮體不完全緊貼于海冰底面，以此保護探頭，探頭及光纖保護管和浮體均鍍成黑色，有效減小儀器對光場的影響。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的浮體示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明為一種冰體下層透過輻射測量裝置，它由數(shù)據(jù)采集裝置1、探頭裝置4和輔助測量裝置5所組成。其中3為冰體，2為冰體上所開鑿的冰洞。如圖2所示，為測量透過輻射的浮體的具體示意圖，其中6和7為柱體，柱體的長度為6cm，共有四個柱體，分別位于浮體的0度、90度、180度和270度位置。柱體的作用可使得浮體不完全緊貼于海冰底面，以此即可以保護探頭，同時也減少上層擋板的反射對光場的影響。8為輻亮度探頭或者是輻照度探頭，探頭具有20m水深的水密性，通過兩個探頭的更換，可測量不同光學(xué)量的輻射。9為鎖夾，其可將探頭固定于浮體上，且可保證探頭垂直向上于浮體。探頭的高度計低于柱體1的高度，探頭的高度為5. 5cm。10為泡沫，11為黑色塑料板，浮體的為圓柱體，直徑為30cm，高為18cm。具體的測量方法為，首先在3上開鑿一個直徑為32cm的冰洞。將浮體5放置于待測量的冰體3下面，同時保證為浮體下的Im左右的光纖自由垂直。將所開鑿的冰洞用黑布遮住，開啟數(shù)據(jù)采集裝置進行測量。
權(quán)利要求
1.一種海冰透過光譜測量裝置，包括數(shù)據(jù)采集裝置、探頭裝置，輔助測量裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置與所述探頭裝置連接，用于采集所述探頭裝置所測量的數(shù)據(jù)，其特征在于，所述輔助測量裝置為浮體，所述探頭裝置安裝于所述浮體中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海冰透過光譜測量裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置由計算機和光譜儀組成，所述光譜儀與探頭裝置連接，采集由探頭裝置測量的光信息，處理后傳送到所述計算機進行處理和存儲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的海冰透過光譜測量裝置，其特征在于，所示數(shù)據(jù)采集裝置采用預(yù)設(shè)計的軟件對數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動采集及存儲或采用人工操作對數(shù)據(jù)進行采集及存儲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海冰透過光譜測量裝置，其特征在于，所述探頭裝置包括探頭、光纖管和預(yù)設(shè)長度的密封管，所述光纖管用于連接所述探頭和所述數(shù)據(jù)采集裝置，所述光纖管安裝于所述密封管內(nèi)，所述探頭為輻亮度探頭或輻照度探頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海冰透過光譜測量裝置，其特征在于，所述浮體上下面均裝有擋板，所述浮體上層擋板設(shè)有隔離裝置，用于使浮體與海冰隔離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的海冰透過光譜測量裝置，其特征在于，所述浮體中軸上設(shè)有用于安裝所探頭裝置的安裝位，所述安裝位為一通孔，所述通孔上端設(shè)有鎖扣，用于固定所探頭裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海冰透過光譜測量裝置，其特征在于，所述探頭裝置及浮體均鍍?yōu)楹谏?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的海冰透過光譜測量裝置，其特征在于，所述隔離裝置為4個分布在所述上層擋板上的圓柱體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海冰透過光譜測量裝置所實現(xiàn)的測量方法，其特征在于，所述方法包括離待測量點大于等于預(yù)設(shè)距離處，開鑿直徑大于浮體直徑的冰洞，開鑿點必須處于太陽入射面內(nèi)，且位于待測點下行處，將安裝有透過光譜測量探頭裝置的浮體置于待測點的冰下層，然后將所開鑿的冰洞遮住，開啟數(shù)據(jù)采集裝置進行測量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的海冰透過光譜測量裝置所實現(xiàn)的測量方法，其特征在于所述預(yù)設(shè)距離為大于等于lm。
全文摘要
一種海冰透過光譜測量裝置，包括數(shù)據(jù)采集裝置、透過光譜測量探頭裝置，輔助測量裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置與所述探頭裝置連接，用于采集所述探頭裝置所測量的數(shù)據(jù)，所述輔助測量裝置為浮體，所探頭裝置安裝于所述浮體中，浮體上下面各有一層密度較小的黑色擋板，上層擋板設(shè)有四個柱體，可使得浮體不完全緊貼于海冰底面，以此保護探頭。
文檔編號G01J3/28GK102288291SQ20111012680
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者葉海彬, 孫兆華, 楊躍忠, 許占堂 申請人:中國科學(xué)院南海海洋研究所