[实用新型]一种多通道窄波段波谱反照率测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多通道窄波段波谱反照率测量装置，属于气象观测与辐射能量平衡领域。

背景技术

地表反照率是地表向各个方向反射的太阳短波辐射与太阳总辐射的比值，决定着地球表面与大气之间辐射能量的分配过程，进而影响生态系统中如地表温度、蒸腾、能量平衡、光合及呼吸作用等一系列物理、生理和生物化学过程，是准确估计其他陆面参数的先决条件。

现有的反照率地面测量设备主要是短波宽波段辐射计，利用一个向上和一个向下共两个水平安装的短波宽波段辐射计分别测量宽波段太阳和环境下行辐射以及上行辐射，通过比值α=I_上行辐射/I_下行辐射确定地表宽波段反照率。比如目前广泛使用的荷兰Kipp&Zonen公司生产的CMP6/CMP11辐射计的波段范围是285～2800nm；美国CAMPBELL公司生产的EPPLY PSP精密辐射传感器的波段范围是285～2800nm，这些只能测量得到宽波段地表反照率。另有一些针对光合有效辐射的日射计和光量子仪波段范围主要集中在紫外波段250～400nm、可见光波段400～700nm和可见光近红外波段400～1000nm。也有辐射计组装形成可同时进行下行辐射和上行辐射测量的地表反照率表，如荷兰Kipp&Zonen公司将两个CMP6/CMP11辐射计组装后形成CMA6/CMA11反照率表，美国CAMPBELL生产的CNR4净辐射传感器，具备两个上下安装波段范围为305～2800nm的辐射计，可以得到地表短波宽波段反照率。

而在利用卫星观测数据估算地表反照率时，由于卫星传感器一般为多个几十至上百纳米宽的波段范围相对较窄的窄通道、多波段设置，根据卫星反照率算法只能估算得到相应波段的窄波段的波谱地表反照率，与地面实际测量得到的宽波段地表反照率不能直接比较。因此，在遥感产品验证中，需要把利用卫星传感器估算得到的波谱反照率经过窄波段到宽波段的转换之后，才能与地面实测的宽波段反照率进行比对，这个转换过程会引入误差，从而对验证结果产生影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多通道窄波段波谱反照率测量装置，本实用新型可直接测量得到与卫星传感器波段设置一致的窄波段波谱反照率，减小遥感产品地面验证中因为波段不匹配所产生的误差，本实用新型可与卫星遥感传感器波段完全吻合，具有精度高、体积小、成本低的特点，能够实现地表波谱反照率的准确测量。

本实用新型所提供的一种多通道窄波段波谱反照率测量装置，包括一壳体和分别设置于所述壳体的顶部和底部的向上观测传感器和向下观测传感器；

所述向上观测传感器和所述向下观测传感器均包括余弦矫正器、滤光片和探测器；所述向上观测传感器中，所述余弦矫正器、所述滤光片和所述探测器由上至下依次设置；所述向下观测传感器中，所述余弦矫正器、所述滤光片和所述探测器由下至上依次设置。

上述的波谱反照率测量装置中，所述余弦矫正器上套设有外罩，其可由石英材料制成，其可使整个太阳光谱和地面反射光谱打到所述向上观测传感器和所述向下观测传感器上，它还可以保护传感器不受外部因素影响；内径可为34mm，厚度可为1.5mm；

所述外罩通过螺丝固定在所述壳体上。

上述的波谱反照率测量装置中，所述壳体的上下表面均为圆弧形，其可由铝合金机加件制成。

上述的波谱反照率测量装置中，所述探测器可为硅敏探测器或热电堆探测器，所述硅敏探测器的波谱响应范围为300～1100nm，所述热电堆探测器的波谱响应范围为300～3000nm。根据滤光片光学特性选用合适的光电探测器，一般在1100nm以内的波段选用硅敏探测器，1100nm以外的波段选用热电堆探测器。

上述的波谱反照率测量装置中，所述壳体可为圆柱体形，其直径可为68mm。

上述的波谱反照率测量装置中，所述壳体的侧壁上设有水平仪，其可为圆柱体形，长25mm，直径9mm，且所述水平仪可更换。

上述的波谱反照率测量装置中，所述壳体的侧壁上设有安装杆，且所述安装杆可从所述壳体上拆卸下来，以便运输，其长可为300mm，直径可为10mm。

上述的波谱反照率测量装置中，所述壳体的侧壁上设有信号输出口。

上述的波谱反照率测量装置中，所述探测器通过焊接针脚固定在一平板上；所述平板固定在所述壳体上；所述平板起固定传感器的作用，上面有螺孔，可以用螺丝直接固定在外壳的腔内，固定好的传感器各部件之间接触紧密。