光譜輻射計有哪幾種典型工作模式?
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光譜輻射計用于測定輻射源的光譜分布,能夠同時建立目標(biāo)或背景的強度、光譜特性,可對煙光譜和強度及大氣透射比進(jìn)行測量。一般由收集光學(xué)系統(tǒng)、光譜元件、探測器和電子部件等組成。
既能測總能量,又能測各個波長的分光量值,但由于每測量一次所需時間較長,較難實現(xiàn)連續(xù)測量,且儀器價格昂貴,對環(huán)境和人員素質(zhì)要求較高。
直接輻射表由光筒、感應(yīng)件、跟蹤架(赤道架)及附件組成。
1、光筒是個金屬圓筒,為使感光面不受風(fēng)的影響,同時又減少管壁的反射,筒內(nèi)有幾層煮黑的光欄,光欄的坡度使得入光筒的半開敞角為2.5°~5.5°,為保證筒內(nèi)清潔,筒口裝有石英玻璃片。光筒前有金屬箍用來安放各種濾光片,筒內(nèi)裝有干燥氣體以防止產(chǎn)生水汽凝結(jié)物。為了對準(zhǔn)太陽,光筒兩端分別固定兩個固定圓環(huán),筒口圓環(huán)上有小孔,筒末端白色圓盤有黑點,小孔和黑點的連線與筒中軸線相平行。如果光線透過小孔落在黑點上,說明光筒已對準(zhǔn)太陽。
2、感應(yīng)件是儀器的核心部分,由感應(yīng)面與熱電堆組成。安裝在光筒的后部。當(dāng)光筒對準(zhǔn)太陽,黑體感應(yīng)面吸收太陽直射增熱,使得熱電堆產(chǎn)生溫差電動勢,由導(dǎo)線輸出。儀器靈敏度約為7~14μV·W-1·m2,響應(yīng)時間為35s左右(響應(yīng)穩(wěn)態(tài)度99%時)。
3、跟蹤架是支撐光筒使之自動準(zhǔn)確跟蹤太陽的種裝置,常用的跟蹤架有時鐘控制、直電機控制和全自動三種形式。
4、附件包括儀器底座(刻有南北方位線)、水準(zhǔn)器與調(diào)整螺旋、光筒帽蓋與外罩等。
光譜輻射計的幾種典型工作模式如下:
1)離散光譜測量模式:濾光器輪停止在某一位置的濾光片,數(shù)據(jù)采集后作為電壓和時間的函數(shù)送顯。
2)連續(xù)光譜測量模式:濾光片輪邊轉(zhuǎn)邊收集數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)作為電壓和波長的函數(shù)送顯。
3)透射比測量模式:與外部輻射源和光學(xué)調(diào)制盤協(xié)同工作。輻射計工作在非調(diào)制模式,接收來自外部的調(diào)制輻射源的能量。
用CVF或單個濾光器做基本的數(shù)據(jù)采集,把測量的信號存儲在儀器的存儲器中,作為參考電平。在后續(xù)的數(shù)據(jù)采集過程中,測得的信號電平與存儲在存儲器中的信號進(jìn)行比較,計算兩個能量的百分比,并作為波長和時間的函數(shù)在屏幕上顯示。