[实用新型]一种高空辐射探测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高空辐射探测装置。

背景技术

太阳辐射通过大气，一部分到达地面，称为直接太阳辐射；另一部分被大气的分子、大气中的微尘、水汽等吸收、散射和反射。被散射的太阳辐射一部分返回宇宙空间，另一部分到达地面，到达地面的这部分称为散射太阳辐射。到达地面的散射太阳辐射和直接太阳辐射之和称为总辐射。太阳辐射通过大气后，其强度和光谱能量分布都发生变化。到达地面的太阳辐射能量比大气上界小得多，在太阳光谱上能量分布在紫外光谱区几乎绝迹，在可见光谱区减少40%，而在红外光谱区增至60%。 

在地球大气上界，北半球夏至时，日辐射总量最大，从极地到赤道分布比较均匀；冬至时，北半球日辐射总量最小，极圈内为零，南北差异最大。南半球情况相反。春分和秋分时，日辐射总量的分布与纬度的余弦成正比。南、北回归线之间的地区，一年内日辐射总量有两次最大，年变化小。纬度愈高，日辐射总量变化愈大。

就全球平均而言，太阳总辐射只占到达大气上界太阳辐射的45%。总辐射量随纬度升高而减小，随高度升高而增大。一天内中午前后最大，夜间为0；一年内夏大冬小。太阳辐射能在可见光线（0.4～0.76μm）、红外线（>0.76μm）和紫外线（<0.4μm）分别占43%、53%和4%，即集中于短波波段，故将太阳辐射称为短波辐射。

近年来，大量化学物质破坏了大气层中的臭氧层，破坏了这道保护人类健康的天然屏障。据国家气象中心提供的报告显示，1979年以来我国大气臭氧层总量逐年减少，在20年间臭氧层减少了14％。而臭氧层每递减1％，皮肤癌的发病率就会上升3％。因此，我们需要随时对大气中的太阳辐射进行监测，但是现有技术中，针对太阳辐射的监测，多采用地面固定式仪器，所测数据只能反映所测局部地区的情况，不具权威性，并且由于监测装置设置地面，相对大气层来说，距离远，对于大气层中太阳辐射情况的测量缺乏准确性。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单，能够针对不同位置的太阳辐射情况，实现实时监测的高空辐射探测装置。

本实用新型为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本实用新型设计了一种高空辐射探测装置，包括高空探测终端和地面监测控制终端；其中，高空探测终端包括飞行器、设置在飞行器上的高空控制模块、以及分别与高空控制模块相连接的定位模块、气象辐射测量传感器、第一通信模块；地面监测控制终端包括地面控制模块、以及分别与地面控制模块相连接的第二通信模块、控制输入装置、信息输出装置；高空探测终端和地面监测控制终端之间通过第一通信模块、第二通信模块进行通信。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述飞行器包括探空气球、以及设置在探空气球表面的数个微型电控气泵，各个微型电控气泵分别与所述高空控制模块相连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述飞行器为无人机。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述定位模块包括卫星定位模块和惯性测量模块，卫星定位模块和惯性测量模块分别与所述高空控制模块相连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述高空探测终端还包括与高空控制模块相连接的云层图像采集模块。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述云层图像采集模块为OV7670图像采集模块。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述气象辐射测量传感器为CNR4型号传感器。

本实用新型所述一种高空辐射探测装置采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果： 

（1）本实用新型设计的高空辐射探测装置，结构简单，采用飞行器和气象辐射测量传感器构成高空探测终端，并且与地面监测控制终端之间通过通信模块进行通信，保证了本实用新型设计的高空辐射探测装置能够实时采集各个不同位置的太阳辐射；

（2）本实用新型设计的高空辐射探测装置中，针对高空探测终端中的飞行器，设计了两种应用实时例，不仅可以采用无人机，而且还可以采用探空气球配合微型电控气泵实现，避免了传统探空气球飞行的无方向性问题；设计的两种实施例均可针对飞行器的飞行轨迹实现有效控制，使得高空辐射探测装置的工作过程能够在监测人员的控制下进行；

（3）本实用新型设计的高空辐射探测装置中，针对高空探测终端中的定位模块，采用卫星定位模块和惯性测量模块相结合的方式实现针对高空探测终端的定位，即提高了定位精度，又保证了高空辐射探测装置实际工作中的可靠性；