安裝於太陽翼上的太陽光譜輻照度測量系統的製作方法
2023-11-11 09:09:24 2
1.本發明涉及太陽光譜能量測量領域，具體地，涉及一種安裝於太陽翼上的太陽光譜輻照度測量系統。
背景技術：
2.太陽輻射是地球最重要的外部能源，其能量變化具有波長依賴性，在紫外波段的變化更為顯著，影響臭氧生消以及大氣中上層溫度、風場變化，透徹理解這些進程需要對它們進行建模，需要精確測量太陽光譜輻照度。
3.太陽是一個多變的星球，經常有一些突發的太陽現象，其活動周期也在發生變化，因此，要得到精確的測量結果必須要求太陽光譜測量儀器具有精確跟蹤太陽的能力，在軌實時獲取高精度、連續的太陽光譜輻照度，監測太陽活動變化對太陽光譜輻射的影響。但是目前還沒有可直接安裝於太陽翼上隨太陽翼一起轉動而實現太陽光譜輻照度測量的裝置。
4.經現有技術檢索發現，中國發明專利公告號為cn101762325a，公開了一種高精度太陽細分光譜輻照度測量方法與裝置,包括有轉動安裝於二維轉臺上的稜鏡光譜儀,稜鏡光譜儀包括殼體,殼體外部固定有太陽跟蹤器,太陽跟蹤器電連接外部控制裝置,外部控制裝置根據太陽跟蹤器的反饋信號控制二維轉臺帶動稜鏡光譜儀轉動對準太陽，但是該專利發明不同於本發明專利直接安裝於太陽翼上採用稜鏡分光的方案。
5.經現有技術檢索發現，中國實用新型專利公告號為cn203083700u，公開了一種測量系統，特別涉及一種全方位太陽輻照度測量系統。其特徵是：adsp-bf506f處理器電路分別和rs485通信電路、太陽能總幅度測量電路、電壓和電流測量電路、方位角步進電機驅動電路、仰角步進電機驅動電路、限位開關電路相連，rs485通信電路和pc機相連，太陽能總幅度測量電路和太陽能總幅度傳感器相連，電壓、電流測量電路和太陽能電池板相連，方位角步進電機驅動電路和橫向電機相連，仰角步進電機驅動電路和縱向電機相連，限位開關電路和限位開關相連，但是該實用新型專利不能用於測量太陽光譜輻照度。
6.經現有技術檢索發現，中國發明專利公告號為cn103292905a，公開了一種寬波段的太陽光譜輻照度監測裝置，涉及光譜測量領域，具體涉及一種基於空間的對日觀察的寬波段的太陽光譜輻照度監測裝置，解決現有太陽光譜輻照度監測裝置，無法利用現有線陣探測器實現高光譜解析度的問題，以及切爾尼特納系統在寬光譜範圍內大相對孔徑條件下，像差嚴重、光譜解析度低的問題。整體結構分為三個通道，在每個通道內包括；積分球、入射狹縫、主反射鏡、凸面光柵、次反射鏡、分束器、第一線陣探測器和第二線陣探測器，但是該專利發明使用效果不如本發明專利。
技術實現要素：
7.針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種安裝於太陽翼上的太陽光譜輻照度測量系統。
8.根據本發明提供的一種安裝於太陽翼上的太陽光譜輻照度測量系統，包括太陽光
譜輻照度測量系統與太陽翼，所述太陽光譜輻照度測量系統固定設置在所述太陽翼上；
9.所述太陽光譜輻照度測量系統包括遮光組件、勻光組件、色散組件以及接收組件，所述遮光組件連接設置所述勻光組件，所述勻光組件連接設置所述色散組件，所述色散組件連接設置所述接收組件。
10.一些實施方式中，所述遮光系統上固定設置有遮光罩，所述遮光罩採用發黑螺紋結構。
11.一些實施方式中，所述勻光系統包括漫反板與反射鏡，所述漫反板固定設置在所述遮光罩一側，所述反射鏡固定設置在所述漫反板下側。
12.一些實施方式中，所述色散系統包括準直反射鏡、光柵以及成像反射鏡；所述光柵固定設置在所述準直反射鏡上方，所述成像反射鏡固定設置在所述光柵上方。
13.一些實施方式中，所述反射鏡與所述準直反射鏡之間固定設置有入縫。
14.一些實施方式中，所述接收系統上固定設置有線陣ccd探測器，所述線陣ccd探測器固定設置在所述成像反射鏡一側。
15.一些實施方式中，所述線陣ccd探測器固定設置在所述光柵上側。
16.一些實施方式中，所述入縫一側固定設置所述遮光罩、所述漫反板以及所述反射鏡；所述入縫另一側固定設置所述準直反射鏡、所述光柵、所述成像反射鏡以及所述線陣ccd探測器。
17.一些實施方式中，所述太陽翼上固定設置所述太陽光譜輻照度測量系統的一側連接設置有衛星。
18.一些實施方式中，太陽光通過所述遮光罩入射設置在所述漫反板上，所述太陽光通過所述漫反板反射設置在所述反射鏡上，所述反射鏡上的所述太陽光通過所述入縫入射設置在所述準直反射鏡上，所述太陽光通過所述準直反射鏡反射設置在所述光柵上，所述太陽光通過所述光柵衍射設置在所述成像反射鏡上，所述太陽光通過所述成像反射鏡反射設置在所述線陣ccd探測器上。
19.與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：
20.本發明通過設置太陽光譜輻照度測量系統安裝在太陽翼上的一體化設計，設計方案簡單，集成度高，能夠實現對太陽光譜輻照度的高精度在軌實時連續測量，實際使用效果佳，應用前景廣闊。
附圖說明
21.通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯：
22.圖1為本發明安裝於太陽翼上的太陽光譜輻照度測量系統的結構示意圖；
23.圖2為本發明安裝於太陽翼上的太陽光譜輻照度測量系統的連接示意圖；
24.圖3為本發明安裝於太陽翼上的太陽光譜輻照度測量系統的方案示意圖一；
25.圖4為本發明安裝於太陽翼上的太陽光譜輻照度測量系統的方案示意圖二；
26.圖5為本發明安裝於太陽翼上的太陽光譜輻照度測量系統的光路圖。
27.附圖標記：
28.具體實施方式
29.下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助於本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變化和改進。這些都屬於本發明的保護範圍。
30.如圖1所示為本發明安裝於太陽翼上的太陽光譜輻照度測量系統的結構示意圖。如圖2所示為本發明安裝於太陽翼上的太陽光譜輻照度測量系統的連接示意圖。如圖3所示為本發明安裝於太陽翼上的太陽光譜輻照度測量系統的方案示意圖一。如圖4所示為本發明安裝於太陽翼上的太陽光譜輻照度測量系統的方案示意圖二。如圖5所示為本發明安裝於太陽翼上的太陽光譜輻照度測量系統的光路圖。包括太陽光譜輻照度測量系統1與太陽翼2，太陽光譜輻照度測量系統1固定設置在太陽翼2上。太陽光譜輻照度測量系統1包括遮光組件11、勻光組件12、色散組件13以及接收組件14。遮光組件11連接設置勻光組件12，勻光組件12連接設置色散組件13，色散組件13連接設置接收組件14。
31.太陽光譜輻照度測量系統1採用跟蹤太陽的方式，測量太陽輻照度的連續譜分布，為研究太陽活動導致的太陽輸出能量在連續波長上的變化提供科學依據，也為研究地球系統的氣候變化提供高精度太陽光譜輸入數據。太陽光譜輻照度測量系統1安裝在衛星3的太陽翼2框架上，在太陽翼2驅動機構的驅動下隨太陽翼2一起進行俯仰、方位兩維轉動，實現對太陽光譜的兩維實時連續跟蹤測量。太陽光譜輻照度測量系統1採用攝譜工作方式，由光柵132、離軸拋物面鏡和線陣ccd探測器141組成，結構緊湊且無運動部件。
32.遮光組件11上固定設置有遮光罩111，遮光罩111採用發黑螺紋結構，防止雜散光的影響。勻光組件12包括漫反板121與反射鏡122，漫反板121固定設置在遮光罩111一側，反射鏡122固定設置在漫反板121下側。採用漫反板121能減小視場內太陽光非均勻性的影響。色散組件13包括準直反射鏡131、光柵132以及成像反射鏡133。光柵132固定設置在準直反射鏡131上方，成像反射鏡133固定設置在光柵132上方。採用光柵132可以對太陽光形成色散光譜。反射鏡122與準直反射鏡131之間固定設置有入縫15。
33.接收組件14上固定設置有線陣ccd探測器141，線陣ccd探測器141固定設置在成像反射鏡133一側。採用線陣ccd探測器141可以實現不同波長的太陽輻照度同時測量。線陣ccd探測器141固定設置在光柵132上側。入縫15一側固定設置遮光罩111、漫反板121以及反射鏡122，入縫15另一側固定設置準直反射鏡131、光柵132、成像反射鏡133以及線陣ccd探
測器141。太陽翼2上固定設置太陽光譜輻照度測量系統1的一側連接設置有衛星3。太陽光譜輻照度測量系統1隨衛星3的太陽翼2一起轉動實現對太陽跟蹤測量的功能。
34.工作原理：
35.太陽光通過遮光罩111入射設置在漫反板121上，太陽光通過漫反板121反射設置在反射鏡122上，反射鏡122上的太陽光通過入縫15入射設置在準直反射鏡131上，太陽光通過準直反射鏡131反射設置在光柵132上，太陽光通過光柵132衍射設置在成像反射鏡133上，太陽光通過成像反射鏡133反射設置在線陣ccd探測器141上，線陣ccd探測器141實現對不同波長太陽光譜輻射照度的連續測量。
36.在本技術的描述中，需要理解的是，術語「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本技術和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本技術的限制。
37.以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明並不局限於上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變化或修改，這並不影響本發明的實質內容。在不衝突的情況下，本技術的實施例和實施例中的特徵可以任意相互組合。