Широкоугольный спектрорадиометр Советский патент 1983 года по МПК G01J3/48 

Изобретение относится к широкоугольным спектрорадиометрическим приборам, предназначенным для иссл дования спектрального состава сферических и полусферических яркостей и потоков излучения, и може использоваться в метеорологии при исследовании оптических свойств ат мосферуо ; Известны спектрорадиометричесkиe приборы, измеряющие состав полусферических потоков излучения, в которых применяются диффузные поверх нос Tji о Такая поверхность дает возможность с высокой точностью получить косинусную характеристику пропускания, излучения на приемник, .т,;ео измерять потоки излучени,Яв : Приборы могут измерять и другие фотометрические характеристики (например, полусферические и сфери ческие яркости) li Недостатком этих приборов явля1ется узкий рабочий интервал длин волн Наиболее близким к предлагаемому является спектрометр, предназна ченный для измерения спектрального состава полусферических яркостей неба и содержащий зеркальную сферическую поверхность (выпуклое зеркало), средство для модуляции, последовательно расположенные по х ду отраженного излучения оптически фильтр, приемник, блок обработки и регистрация Излучение со всех направлений полусферы направляется на приемник зеркальной сферической поверхностью, одна половина которо зачерненд. Приемник находится сбок от сферы, при вращении последней происходит модуляция сигнал:а. Филь расположенный перед приемником, позволяет измерять спектральный состав излучения. Так как сфера от ражает падающее на нее излучение равномерно по всем направлениям, с нал на приемном устройстве пропорционален сферической яркости отражаемого ею пространства . 2 « Однако известный прибор не может измерять другие фотометрические характеристики, например полусферические потоки излучени;Яв I Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых параметров широкоугольного спектрорадиометра, ai именно использование е как для измерения сферических и полусферических яркостей, так и для измерения полусферических потоков излучения, средних яркосте и потоков излучения поступающего из различных концентрических зон оферте : Эта цель достигается тем, что спектрорадио йе4р, содержащий вы пуклое зеркало, последовательно расположенные по ходу отраженного им излучения оптический фильтр, приемник, блок обработки и регистрации, а также средство для модуляции излучения, снабжен размещенными на оси симметрии выпуклого зеркала плоским отражателем и выполненным в виде пластины растром, установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль этой оси и фиксации на заданных расстояниях от выпуклого зеркала, при этом средство для модуляции установлено по ходу отраженного излучения между растром и фильтром На чертеже приведена схема широкоугольного спектрорадиометр.а, : Спектрорадиометр состоит из выпуклого 1 и плоского 2 зеркал, растра, выполненного в виде пластины 3, перемещающейся вдоль стержня 4, модулятора 5 излучения, оптического фильтра (клиновой интерференционный фильтр) 6, приемника 7 лучистой энергии и блока 8 обработки и регистрации информацией. Прибор работает следующим образом, ; Для измерения фотометрических характеристик излучения поступающего из верхней и нижней полусфер атмосферы, ось симметрии зеркала 1 направляется в зени,т. Зеркальная сферическая поверхность отражает радиацию со всех .направлений на плоское зеркало 2, а затем на приемник ,7 в : При этом излучение модулируется модулятором 5 и проходит через фильтр ,6, Пластина 3 затеняет часть зеркала и измерение из соответствующей части сферы не попадает на приемнид. Чем выше расположена пластина, тем меньшую часть выпуклого зеркала она затеняет, ; Если пластина, находясь на высоте h , поднялась на дЬ , то на приемник попадает дополнительная лучистая энергия ys t,Fg KgsinQ ь8| I(Q,x)dx, где I(9,x) - интенсивность излучения, падающего в направлении зенитного 9 и азимутального х углов; KQ - коэффициент, зависящий от аппаратной функции прибора, определяемый при градуировк.е в Угол б , ,т,;е:, кольцевая зона полусферы, от которой поступает дополнительная энергия, зависит отИ, Амплитуда модулированного оптич-ескою сигнала на выходе приемника 7 пропорциональна потоку, поступающему на приемник, поэтому разность между амплитудами, соот-

ветсвующими двум соседним положениям пластины 3, пропорциональна &fQ . Эту операцию вычитания выполняет блок 8 обработки и регистрация Соседние положения пластины определяются.шумами прибора, .т «.е; разность должна быть больше амплитуды шума. Выделениетаким образом if Q позволяет определять в блоке 8 различные фотометрические характеристикл.

Например, в блоке 8 в одном из режимов работы осуществляется операция суммирования этих разностей в пределах положений пластны 3, соответствующих угламвмакс и9мин и таким образом определя ется средняя яркость в этом кольцевом конусном делесном угле. При в(лич-0 nGjia c.- регистрируется средняя полусферическая яркость, ;при 9 ионсс - сферическая яркость В другом режиме работы операция суммирования осуществляется с весом, равным косинусу угла в , соответствующему положению пластины :3в В этом случае определяется поток из0лучения в телесном угдее О ивм,( определяется полусферический поток, прив иа|сс - потоки из верхней и нижней полусфер. Таким образом, определяются средняя сферическая или полусферическая яркость и полусферические потоки

ШИРОКОУГОЛЬНЫЙ СПЕКТРОРА-ДИОМЕТР, содержащий выпуклое зер- . кало, последовательно расположенные по ходу отраженного им излучения, оптический фильтр, приемник, а также блок обработки и регистрации и средство для модуляции излучения, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых параметров, он .снабжен размещенньми на оси симметрии вы- . пуклого зеркала плоским отражателем и выполненнъвл в виде пластины растром, установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль этой оси и фиксации на заданных расстояниях от выпукло- ( го зеркала, при этом средство для (Л модуляции установлено по ходу отраженного излучения между растром и фильтром.