一种辐照度测量单元的制作方法

1.本实用新型涉及水上观测设备领域，具体涉及一种辐照度测量单元。


背景技术：

2.太阳辐照度是指太阳辐射经过大气层的吸收、散射、反射等作用后到达固体地球表面上单位面积单位时间内的辐射能量。在水体表观光学测量中，其中一个重要的参数为光谱遥感反射率，测得光谱遥感反射率后，可以通过反演其光谱来获得水体的水色要素以及关联物的浓度参数等，从而可以进行水环境的监测、评价与预警等。光谱遥感反射率与太阳天顶角的水上向下的辐照度有关，为了获得光谱遥感反射率，就需要采集太阳天顶角的水上向下的辐照度，也即下降辐射。现有技术中的辐照度采集装置，在进行数据采集时，容易受到采样端的几何结构的影响，当入射光的角度较大时，会导致部分光线被遮挡或反射，从而导致光学耦合时产生偏差，影响着测量结果的准确度。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种辐照度测量单元，能够便于采集所需的下降辐射，并能减小光学耦合偏差，提高测量结果的准确度。
4.为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：一种辐照度测量单元，包括安装座、余弦校正器、光电转换器和数据接收器，所述光电转换器与所述余弦校正器由内至外安装于所述安装座内，且所述余弦校正器的采集端裸露于所述安装座的外端面；所述余弦校正器能够采集光信号，并将所采集的光信号传输至所述光电转换器；所述光电转换器能够将所接收的光信号转换为电信号，并将所转换的电信号发送至所述数据接收器。
5.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：本辐照度测量单元采用余弦校正器收集180
°
立体角内的辐射，能够减小由于光线收集取样几何结构限制所致的光学耦合问题。采集到的光信号被传输至光电转换器，光电转换器接收光信号并将光信号转换为电信号，最后将转换得到的电信号发送至数据接收器，以便于测量所需的下降辐射以及后续的数据分析，得到目标物体的遥感反射率，为水体表观光学测量提供服务。
6.上述的辐照度测量单元，所述余弦校正器包括外壳与安装于所述外壳内的玻璃柱，所述外壳包括一体成型的第一轴段与第二轴段，且所述第一轴段的外径小于所述第二轴段的外径，所述外壳内开设有安装孔，所述玻璃柱固定安装于所述安装孔内，所述第一轴段的外端为所述余弦校正器的采集端。
7.上述的辐照度测量单元，所述安装座由外至内开设有第一孔位和第二孔位，所述第一孔位与所述第二孔位构成阶梯孔，所述余弦校正器安装于所述第一孔位内，所述光电转换器安装于所述第二孔位的内端。
8.上述的辐照度测量单元，所述余弦校正器通过压片压紧安装于所述第一孔位，所述压片压紧于所述第二轴段的外端面并通过螺纹连接件连接所述第一孔位的底壁，所述压片上开设有可容所述第一轴段穿过的让位孔。
9.上述的辐照度测量单元，所述第一轴段的外端面向外凸出于所述压片与所述安装座的外端面。
10.上述的辐照度测量单元，所述光电转换器通过连接块固定于所述安装座的内部，所述连接块的外端插接所述第二孔位，所述连接块的内端套接所述光电转换器。
11.上述的辐照度测量单元，所述连接块开设有通光孔，所述通光孔的外端朝向所述阶梯孔，内端朝向所述光电转换器的入光口，所述通光孔内安装有滤光片。
12.上述的辐照度测量单元，所述滤光片为长通滤光片或中性滤光片。
13.上述的辐照度测量单元，所述第二轴段的内端面与所述第一孔位的底壁之间安装有密封圈。
14.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
附图说明
15.图1为本实用新型实施例的辐照度测量单元的结构示意图；
16.图2为本实用新型实施例的辐照度测量单元的爆炸图；
17.图3为本实用新型实施例的辐照度测量单元的剖视图。
18.附图标号说明：100安装座、110阶梯孔、200余弦校正器、210外壳、211第一轴段、212第二轴段、213安装孔、220玻璃柱、300光电转换器、400压片、410让位孔、500连接块、510通光孔、600滤光片、700密封圈。
具体实施方式
19.下面详细描述本实用新型的实施例，参照图1至图3，本实用新型的实施例提供了一种辐照度测量单元，包括安装座100、余弦校正器200、光电转换器300和数据接收器，光电转换器300与余弦校正器200由内至外安装于安装座100内，且余弦校正器200的采集端裸露于安装座100的外端面；余弦校正器200能够采集光信号，并将所采集的光信号传输至光电转换器300；光电转换器300能够将所接收的光信号转换为电信号，并将所转换的电信号发送至数据接收器。本辐照度测量单元采用余弦校正器200收集180
°
立体角内的辐射，能够减小由于光线收集取样几何结构限制所致的光学耦合问题。采集到的光信号被传输至光电转换器300，光电转换器300接收光信号并将光信号转换为电信号，最后将转换得到的电信号发送至数据接收器，以便于测量所需的下降辐射以及后续的数据分析，得到目标物体的遥感反射率，为水体表观光学测量提供服务。
20.进一步地，参照图2，余弦校正器200包括外壳210与安装于外壳210内的玻璃柱220，玻璃柱220呈圆柱形。外壳210包括一体成型的第一轴段211与第二轴段212，可以采用ptfe、spectralon、乳白玻璃等具备朗伯体性质的材料制成。第一轴段211的外径小于第二轴段212的外径，外壳210内开设有安装孔213，玻璃柱220固定安装于安装孔213内，第一轴段211的外端为余弦校正器200的采集端。安装的玻璃柱220可以保证余弦校正器200的漫透射性能，又能保证一定的透过率，同时，还能保证余弦校正器200的耐压强度。具体地，玻璃柱220可以采用石英玻璃制成。
21.进一步地，参照图3，安装座100由外至内开设有第一孔位和第二孔位，第一孔位与第二孔位构成阶梯孔110，余弦校正器200安装于第一孔位内，光电转换器300安装于第二孔
位的内端，且余弦校正器200与光电转换器300之间具有一定的通光距离。第一孔位的孔径大于第二孔位的孔径，使得第一孔位具有内壁，以便于安装余弦校正器200。进一步地，参照图2和图3，余弦校正器200通过压片400压紧安装于第一孔位，压片400压紧于第二轴段212的外端面并通过螺纹连接件连接第一孔位的底壁，以将余弦校正器200牢牢地安装于第一孔位内。同时，还可以在压片400与第一孔位的侧壁之间填上固定胶，不仅可以防水密封，还能加强压片400与安装座100之间的连接强度，即使应用于发生抖动的测量场合，压片400与安装座100的相对位置也不会发生改变。同理地，余弦校正器200与安装座100的接合处也填上固定胶，也可以起到类似的效果。如图2和图3所示，压片400上还开设有可容第一轴段211穿过的让位孔410，具体地，第一轴段211的外端面穿过让位孔410之后，向外凸出于压片400与安装座100的外端面，可以增加在低角度的聚光面积，例如，在早上或者傍晚的时候，测量光线为低角度，此时，增加聚光面积就可以在漫射光下进行精准测量。进一步地，第二轴段212的内端面与第一孔位的底壁之间安装有密封圈700，安装好余弦校正器200之后，密封圈700可以起到密封防水的效果。
22.进一步地，继续参照图2和图3，光电转换器300通过连接块500固定于安装座100的内部，连接块500的外端插接第二孔位，连接块500的内端套接光电转换器300，之后采用螺纹连接件将光电转换器300、连接块500与安装座100固定连接。具体地，连接块500开设有通光孔510，通光孔510的外端朝向阶梯孔110，内端朝向光电转换器300的入光口，通光孔510内安装有滤光片600。滤光片600可以是长通滤光片，使得一些像素值对外界信号不响应，在测量得到所需数据之后，在后续的数据分析的过程中，可以将这些像素值取均值，再进行扣除，从而提高最终结果的准确性。滤光片600也可以是中性滤光片，以便于调节测量光强的动态范围，以免光线较强时，光电转换器500的输出信号超出最高量程。长通滤光片和中性滤光片也可以同时使用。具体地，连接块500与安装座100贴合的地方填上固定胶，以使连接块500与光电转换器300能够稳定地安装于安装座100内，提高防抖动性能。
23.需要注意的是，在本实用新型的描述中，如有涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系的，均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本实用新型的限制。
24.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
25.上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。