基于漫反射板的直射太陽光差分吸收光譜儀系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽光光譜測量系統(tǒng)領(lǐng)域，具體是一種基于漫反射板的直射太陽光差分吸收光譜儀系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]直射太陽光差分吸收光譜儀一般用于衛(wèi)星數(shù)據(jù)校驗，因為其測量的為直射太陽光，不需要考慮大氣質(zhì)量因子，因此具有測量精度高等優(yōu)點?，F(xiàn)有的直射太陽光差分吸收光譜儀一般結(jié)構(gòu)如圖1所示。其核心部件為太陽跟蹤裝置1，在太陽跟蹤裝置1的驅(qū)動下，望遠鏡2跟蹤太陽并接收太陽直射光，直射光信息通過光纖3導(dǎo)入光譜儀4中，在光譜儀3中完成色散、數(shù)字化后被計算機5接收，計算機4利用痕量氣體指紋吸收解析其柱濃度。
[0003]太陽跟蹤裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般由兩種方法進行太陽追蹤。第一種是利用算法計算太陽位置，然后轉(zhuǎn)動電機進行跟蹤，這種方法跟蹤精度差，不能滿足需求。直射太陽光差分吸收光譜儀采用第二種方法，是利用四象限對太陽進行精確定位，然后轉(zhuǎn)動電機進行跟蹤，這種方法精度滿足需求，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，不適應(yīng)于大面積推廣。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的是提供一種基于漫反射板的直射太陽光差分吸收光譜儀系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)直射太陽光差分吸收光譜儀太陽跟蹤裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本過高、無法大面積推廣的問題。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
基于漫反射板的直射太陽光差分吸收光譜儀系統(tǒng)，包括有望遠鏡、光譜儀、計算機，所述望遠鏡通過光纖接入光譜儀，所述光譜儀與計算機通訊連接，其特征在于:還包括有漫反射板，所述漫反射板接收太陽輻射，所述望遠鏡的接收端以固定角度朝向漫反射板，且望遠鏡與漫反射板相對位置保持不變；太陽光照射至漫反射板時，在漫反射板周圍一定范圍內(nèi)形成均勻的反射光，且反射光輻亮度與太陽光入射光輻亮度比例關(guān)系恒定，利用望遠鏡觀測漫反射板的反射光，在保持漫反射板與望遠鏡相對位置不變的情況下等同于直接測量太陽直射光。
[0006]所述的基于漫反射板的直射太陽光差分吸收光譜儀系統(tǒng)，其特征在于:望遠鏡不直接跟蹤太陽測量其直射光，而是通過測量太陽照射到漫反射板上的漫反射光實現(xiàn)對太陽直射光的測量。
[0007]本發(fā)明原理主要是利用漫發(fā)射板在一定接收角度內(nèi)，其接收輻亮度與發(fā)射輻亮度比例恒定的特點，固定測量望遠鏡，當(dāng)太陽天頂角在0-45度之間時，測量望遠鏡測量到的輻亮度與太陽入射輻亮度比例關(guān)系恒定，因此，可以在無轉(zhuǎn)動部件的情況下，通過漫反射板完成對太陽直射光的測量。
[0008]本發(fā)明提出一種基于漫反射板的直射太陽光差分吸收光譜儀，該系統(tǒng)無任何轉(zhuǎn)動部件，結(jié)構(gòu)簡單、成本低，易于大面積推廣。
【附圖說明】
[0009]圖1為直射太陽光差分吸收光譜儀結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明基于漫反射板的直射太陽光差分吸收光譜儀系統(tǒng)原理框圖。
【具體實施方式】
[0011]如圖2所示，基于漫反射板的直射太陽光差分吸收光譜儀系統(tǒng)，包括有望遠鏡2、光譜儀4、計算機5，望遠鏡2通過光纖3接入光譜儀4，光譜儀4與計算機5通訊連接，還包括有漫反射板6，漫反射板6接收太陽7輻射，望遠鏡2的接收端以固定角度朝向漫反射板6，且望遠鏡2與漫反射板6相對位置保持不變；太陽光照射至漫反射板6時，在漫反射板6周圍一定范圍內(nèi)形成均勻的反射光，且反射光輻亮度與太陽光入射光輻亮度比例關(guān)系恒定，利用望遠鏡2觀測漫反射板6的反射光，在保持漫反射板6與望遠鏡2相對位置不變的情況下等同于直接測量太陽直射光。望遠鏡不直接跟蹤太陽測量其直射光，而是通過測量太陽照射到漫反射板上的漫反射光實現(xiàn)對太陽直射光的測量。
[0012]本發(fā)明主要利用漫反射板特性研發(fā)。漫反射板一般用于輻射定標及輻射源傳遞，當(dāng)入射光以一定的角度(一般要求與垂直方向夾角小于45度)照射漫反射板時，會在漫反射板周圍一定范圍內(nèi)形成均勻的發(fā)射，且發(fā)射光輻亮度與入射光輻亮度比例關(guān)系恒定。根據(jù)這一個特性，利用漫反射板接收太陽輻射，然后利用望遠鏡觀測漫反射板的反射光，就可以根據(jù)比例關(guān)系得到太陽輻射的輻亮度，且可以保持漫反射板與望遠鏡均不動，太陽光在一定范圍內(nèi)變化時均可以使用這種方法間接的測量其輻射亮度，等同于直接測量太陽直射光。
[0013]當(dāng)太陽天頂角小于45度時，太陽7直射光照射到漫反射板6上，通過漫反射板6在周圍形成均勻的輻射輸出，利用固定位置的望遠鏡2接收漫反射光，后經(jīng)光纖3傳導(dǎo)到光譜儀4中，在光譜儀中完成光電轉(zhuǎn)換、數(shù)字化后通過USB接口傳遞到計算機5中，在計算機中根據(jù)漫反射光與入射光固定的比例關(guān)系得到太陽直射光輻射亮度，完成測量，同時利用相關(guān)算法計算痕量氣體垂直柱濃度。
【主權(quán)項】
1.基于漫反射板的直射太陽光差分吸收光譜儀系統(tǒng)，包括有望遠鏡、光譜儀、計算機，所述望遠鏡通過光纖接入光譜儀，所述光譜儀與計算機通訊連接，其特征在于:還包括有漫反射板，所述漫反射板接收太陽輻射，所述望遠鏡的接收端以固定角度朝向漫反射板，且望遠鏡與漫反射板相對位置保持不變；太陽光照射至漫反射板時，在漫反射板周圍一定范圍內(nèi)形成均勻的反射光，且反射光輻亮度與太陽光入射光輻亮度比例關(guān)系恒定，利用望遠鏡觀測漫反射板的反射光，在保持漫反射板與望遠鏡相對位置不變的情況下等同于直接測量太陽直射光。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于漫反射板的直射太陽光差分吸收光譜儀系統(tǒng)，其特征在于:望遠鏡不直接跟蹤太陽測量其直射光，而是通過測量太陽照射到漫反射板上的漫反射光實現(xiàn)對太陽直射光的測量。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于漫反射板的直射太陽光差分吸收光譜儀系統(tǒng)，包括有望遠鏡、光譜儀、計算機，還包括有漫反射板，漫反射板接收太陽輻射，望遠鏡的接收端以固定角度朝向漫反射板，且望遠鏡與漫反射板相對位置保持不變；太陽光照射至漫反射板時，在漫反射板周圍一定范圍內(nèi)形成均勻的反射光，利用望遠鏡觀測漫反射板的反射光，在保持漫反射板與望遠鏡相對位置不變的情況下等同于直接測量太陽直射光。本發(fā)明提出一種基于漫反射板的直射太陽光差分吸收光譜儀，該系統(tǒng)無任何轉(zhuǎn)動部件，結(jié)構(gòu)簡單、成本低，易于大面積推廣。
【IPC分類】G01J3/02, G01J3/42
【公開號】CN105300520
【申請?zhí)枴緾N201510767761
【發(fā)明人】司福祺, 江宇, 汪世美, 周海金, 趙敏杰
【申請人】中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月11日