[发明专利]一种冰体下行辐射测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种冰体下行辐射测量装置，包括数据采集装置、太阳下行辐射测量装置、探头装置，支架装置，所述数据采集装置分别与所述太阳下行辐射测量装置和探头装置连接，用于采集所述太阳下行辐射测量装置和探头装置所测量的数据，所述探头装置用于测量冰洞内光的下行辐射，所述支架装置用于固定所述探头装置和太阳下行辐射测量装置，其特征在于，所述探头装置包括辐亮度探头、光纤管和设置于辐亮度探头前面的漫反射装置，漫反射装置用于将下行光场漫射到所述辐亮度探头，所述光纤管用于连接所述辐亮度探头和所述数据采集装置。

2.根据权利要求1所述的冰体下行辐射测量装置，其特征在于，所示数据采集装置由计算机和光谱仪组成，所述光谱仪分别与所述太阳下行辐射测量装置和探头装置连接，采集由所述太阳下行辐射测量装置和探头装置传送过来的光信息，经处理后传送到所述计算机进行处理和存储。

3.根据权利要求1或2所述的冰体下行辐射测量装置，其特征在于，所示数据采集装置采用预设计的软件对数据实现自动采集及存储或采用人工操作对数据进行采集及存储。

4.根据权利要求1所述的冰体下行辐射测量装置，其特征在于，所述太阳下行辐射测量装置，包括辐照度探头和用于固定所述辐照度探头的第一支架，所述辐照度探头与所述数据采集装置连接。

5.根据权利要求1所述的冰体下行辐射测量装置，其特征在于，所述漫反射装置包括漫反射白板和第二支架，所述辐亮度探头通过所述第二支架与所述漫反射白板连接，所述第二支架用于固定所述漫反射白版。

6.根据权利要求1所述的冰体下行辐射测量装置，其特征在于，所述支架装置包括第三支架和套管，所述套管与所述探头装置相连接，所述光纤管装载于所述套管内。

7.根据权利要求6所述的冰体下行辐射测量装置，其特征在于，所述套管上设有第一和第二顶柱，用于固定所述光纤管。

8.根据权利要求1所述冰体下行辐射测量装置，其特征在于，所述探头装置及太阳下行辐射测量装置均渡为黑色。

9.根据权利要求1所述的冰体下行辐射测量装置所实现的测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：选取要测量的冰体，在冰体上钻出冰洞，用所述太阳下行辐射测量装置，测量太阳下行辐照度Es，设定所述余弦接收器探头与所述冰洞口平行，测量所述冰洞下行光谱Fs(0)，根据太阳下行辐照度Es并按预设间隔向下调节测量冰体的上行辐射Fs(z)，并传送到所述数据采集装置进行处理，其中太阳的下行辐照度Es与冰体上行辐射Fs的测量同步经行进行， Fs (z)中，z为冰体的深度。

10.根据权利要求9所述的冰体下行辐射测量装置所实现的测量方法，其特征在于，所述处理方法为：通过公式Ds(0)= Fs(0)/ Es获得相对冰体上行辐射Du(0)，通过公式Ds(z)= Fs(z)/ Es获得冰体上行辐射Ds(z)，相对上行辐射场Drs(z)= Ds(z)/ Ds(0)，上行辐射衰减系数                                                ，其中λ为波长，z为海冰的深度，θ为散射角，t为时间，t的作用是将天空光Es测量的值与冰洞下行光谱Eu的值联系起来，即相同的时间所测量的值一一对应。