全自動太陽光度計的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種全自動太陽光度計，由儀器主體和控制箱組成，其特征在于，儀器主體包括：托盤；雙光學(xué)瞄準筒，數(shù)量為九個，均勻固定在托盤的上表面；分光濾光片，數(shù)量為九個，顏色不同，分別固定于九個雙光學(xué)瞄準筒的上口，分別用于吸收以下九種波長：340nm，380nm，440nm，500nm，675nm，870nm，936nm，1020nm，1640nm；硅探測器；四象限探測器；GPS衛(wèi)星定位跟蹤器；仰角轉(zhuǎn)動支架；水平轉(zhuǎn)動支座；角度傳感器；濕度傳感器。解決了現(xiàn)有分時太陽光度計對不同光譜分時測量存在時差的問題，結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠，同時測量9個光譜波段的太陽和天空的輻射值，滿足當(dāng)前太陽及天空大氣測量所需。
【專利說明】
全自動太陽光度計
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種全自動太陽光度計，適用于環(huán)保、氣象、太陽能、海洋等研究機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對周圍環(huán)境要求隨之提高，對大氣氣溶膠的物理光學(xué)性質(zhì)的了解掌握也提到日程。太陽光度計主要用于測量太陽和天空在可見光和近紅外的不同波段、不同方向、不同時間的輻射亮度，來推算大氣氣溶膠、水汽、臭氧等成分的特性，用于大氣環(huán)境監(jiān)測，衛(wèi)星校正等。但現(xiàn)有的太陽光度計均為分時太陽光度計，即只能測量某一時刻一種光譜波段的太陽和天空的輻射值，利用分時太陽光度計對不同光譜分時測量存在時差，故對測量數(shù)據(jù)的準確性存在嚴重影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是為了提供一種解決現(xiàn)有分時太陽光度計對不同光譜分時測量存在時差的問題的結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠的全自動太陽光度計，同時測量9個光譜波段的太陽和天空的輻射值，使用方便，測量快速敏捷精確，滿足當(dāng)前太陽及天空大氣測量所需。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是:
[0005]—種全自動太陽光度計，由儀器主體和控制箱組成，其特征在于，所述儀器主體包括:
[0006]托盤，其上表面為平面，其底面對稱設(shè)有兩個與上表面垂直的連接板；
[0007]雙光學(xué)瞄準筒，數(shù)量為九個，均勻固定在托盤的上表面；
[0008]分光濾光片，數(shù)量為九個，顏色不同，分別固定于九個雙光學(xué)目苗準筒的上口，分別用于透過以下九種波長:340nm，380nm，440nm，500nm，675nm，870nm，936nm，1020nm，1640nm;
[0009]硅探測器，內(nèi)置于雙光學(xué)瞄準筒底部，用于接收太陽直輻射值，其輸出端通過電纜線連接到控制箱；
[0010]四象限探測器，固定于托盤上表面，用于太陽自動跟蹤時的微調(diào)；
[0011 ] GPS衛(wèi)星定位跟蹤器，固定于托盤上表面，與四象限探測器對稱布置，用于當(dāng)太陽被云遮擋或太陽光極弱時跟蹤太陽測量；
[0012]仰角轉(zhuǎn)動支架，內(nèi)設(shè)步進電機I，步進電機I的輸出軸通過連接板與托盤相連，用于使托盤隨電機轉(zhuǎn)動做俯仰轉(zhuǎn)動，赤瑋角轉(zhuǎn)動范圍為0°-115° ;
[0013]水平轉(zhuǎn)動支座，內(nèi)設(shè)步進電機Π，步進電機Π的輸出軸與仰角轉(zhuǎn)動支架底部連接，用于帶動仰角轉(zhuǎn)動支架和托盤做水平轉(zhuǎn)動，太陽方位角轉(zhuǎn)動范圍為15°?345° ;
[0014]角度傳感器，設(shè)于托盤左下角，用于角度測量；
[0015]濕度傳感器，設(shè)于托盤右下角，用于保護光學(xué)元件。
[0016]本實用新型的有益效果是:
[0017]1、本實用新型在同一平面內(nèi)設(shè)置九個雙光學(xué)瞄準筒，根據(jù)太陽光譜中的七種顏色及紫外和紅外共計九種光譜，在九個雙光學(xué)瞄準筒上分別設(shè)置與上述九種光譜相對應(yīng)的不同顏色的濾光片，因此能夠在同一時刻同時測量九種光譜的太陽和天空的直接輻射值，進而實現(xiàn)對不同頻段、不同方向、不同時間段的太陽和天空直接輻射值的精確測量，實時采集和觀測輻射環(huán)境數(shù)據(jù)，顯著提高了太陽光譜分析精度以及了解掌握大氣汽溶膠的物理光學(xué)性質(zhì)；
[0018]2、本實用新型采用了太陽光跟蹤+旋轉(zhuǎn)角測量+GPS衛(wèi)星定位追蹤技術(shù)，自動跟蹤太陽實時測量不同方向、不同時間的九個光譜的輻射值，由四象限傳感器做微調(diào)，由兩個步進電機做水平、俯仰轉(zhuǎn)動跟蹤，其跟蹤精度4小時小于0.5°，其測量誤差< I %，線性度偏差小于0.I %，在340nm頻道分辨率達到0.1ff/Μ2 ；
[0019]3、本實用新型安裝有濕度傳感器，當(dāng)濕度達到一定值時儀器自動關(guān)機保護光學(xué)系統(tǒng)；
[0020]4、本實用新型安裝有角度傳感器可測出水平和俯仰角的數(shù)值，實現(xiàn)跟蹤反饋；
[0021]5、本實用新型易攜帶、易安裝，使用可靠。
【附圖說明】

[0022]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0023]圖中:1.托盤、2.四象限探測器、3.雙光學(xué)瞄準筒、4.分光濾光片、5.GPS衛(wèi)星定位跟蹤器、6.濕度傳感器、7.連接板、8.仰角轉(zhuǎn)動支架、9.水平轉(zhuǎn)動支座、10.角度傳感器、11.硅探測器。
【具體實施方式】
[0024]如圖1所示，該全自動太陽光度計，由儀器主體和控制箱組成，其特征在于，所述儀器主體包括:托盤I，其上表面為平面，其底面對稱設(shè)有兩個與上表面垂直的連接板7;雙光學(xué)瞄準筒3，數(shù)量為九個，均勻固定在托盤I的上表面;分光濾光片4，數(shù)量為九個，顏色不同，分別固定于九個雙光學(xué)瞄準筒的上口，分別用于透過以下九種波長:340nm，380nm，440nm，500nm，675nm，870nm，936nm，1020]1111，164011111;娃探測器11，內(nèi)置于雙光學(xué)目苗準筒3底部，用于接收太陽直輻射值，其輸出端通過電纜線連接到控制箱；四象限探測器2，固定于托盤I上表面，用于太陽自動跟蹤時的微調(diào);GPS衛(wèi)星定位跟蹤器5，固定于托盤I上表面，與四象限探測器2對稱布置，用于當(dāng)太陽被云遮擋或太陽光極弱時跟蹤太陽測量;仰角轉(zhuǎn)動支架8，內(nèi)設(shè)步進電機I，步進電機I的輸出軸通過連接板7與托盤I相連，用于使托盤I隨電機轉(zhuǎn)動做俯仰轉(zhuǎn)動，赤瑋角轉(zhuǎn)動范圍為0°_115° ;水平轉(zhuǎn)動支座9，內(nèi)設(shè)步進電機Π，步進電機Π的輸出軸與仰角轉(zhuǎn)動支架8底部連接，用于帶動仰角轉(zhuǎn)動支架8和托盤I做水平轉(zhuǎn)動，太陽方位角轉(zhuǎn)動范圍為15°?345°;角度傳感器10，設(shè)于托盤I左下角，用于角度測量;濕度傳感器6，設(shè)于托盤I右下角，用于保護光學(xué)元件。
[0025]運行過程:
[0026]本實用新型每天起始由時間方程控制對準太陽的起始狀態(tài)，再由四象限探測器2做準確跟蹤，正常運行時由步進電機1、Π驅(qū)動使托盤I做水平、俯仰轉(zhuǎn)動對準太陽。雨天時，濕度傳感器6發(fā)出信號給控制箱，控制箱下達指令關(guān)機保護光學(xué)系統(tǒng)。
[0027]本儀器控制箱內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)控制、數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)。測量數(shù)據(jù)可直接使用個人計算機實地讀取，也可通過MODEM遠程下載，也可通過485連接局域網(wǎng)，光纖連接實時采集、觀測輻射環(huán)境數(shù)據(jù)。
[0028]本儀器結(jié)構(gòu)緊湊，三防設(shè)計防護等級IP65級，防雷擊防干擾，還可在惡劣環(huán)境下工作，結(jié)構(gòu)材質(zhì)為輕金屬不銹鋼，防腐蝕。本儀器附有太陽能池板供電，功率為60W。
【主權(quán)項】
1.一種全自動太陽光度計，由儀器主體和控制箱組成，其特征在于，所述儀器主體包括: 托盤，其上表面為平面，其底面對稱設(shè)有兩個與上表面垂直的連接板； 雙光學(xué)瞄準筒，數(shù)量為九個，均勻固定在托盤的上表面； 分光濾光片，數(shù)量為九個，顏色不同，分別固定于九個雙光學(xué)瞄準筒的上口，分別用于透過以下九種波長:340nm，380nm，440nm，500nm，675nm，870nm，936nm，1020nm，1640nm; 硅探測器，內(nèi)置于雙光學(xué)瞄準筒底部，用于接收太陽直輻射值，其輸出端通過電纜線連接到控制箱； 四象限探測器，固定于托盤上表面，用于太陽自動跟蹤時的微調(diào)； GPS衛(wèi)星定位跟蹤器，固定于托盤上表面，與四象限探測器對稱布置，用于當(dāng)太陽被云遮擋或太陽光極弱時跟蹤太陽測量； 仰角轉(zhuǎn)動支架，內(nèi)設(shè)步進電機I，步進電機I的輸出軸通過連接板與托盤相連，用于使托盤隨電機轉(zhuǎn)動做俯仰轉(zhuǎn)動，赤瑋角轉(zhuǎn)動范圍為0°-115° ; 水平轉(zhuǎn)動支座，內(nèi)設(shè)步進電機Π，步進電機Π的輸出軸與仰角轉(zhuǎn)動支架底部連接，用于帶動仰角轉(zhuǎn)動支架和托盤做水平轉(zhuǎn)動，太陽方位角轉(zhuǎn)動范圍為15°?345° ; 角度傳感器，設(shè)于托盤左下角，用于角度測量； 濕度傳感器，設(shè)于托盤右下角，用于保護光學(xué)元件。
【文檔編號】G01J1/02GK205719241SQ201620666817
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】聞濤, 聞寶民, 朱桂萍, 何麗, 閆春英, 黃文 , 田成華
【申請人】錦州陽光氣象科技有限公司