[发明专利]一种热红外方向性辐射温度与半球面辐射温度数据采集系统装置

权利要求书

1.一种热红外方向性辐射温度与半球面辐射温度数据采集系统装置，其特征在于：包括圆形轨道、电动拖车、天顶半圆弧轨道和红外热像仪以及拖车与半圆弧控制软件和红外辐射温度计算软件，其中：

所述的圆形轨道：是拖车进行环形运动的轨道，由航空铝管包裹的合成塑料制成，铝管壁厚1mm，直径32mm，填充材料为POLYMSJ 合成的最轻塑料，具有高强度，高韧性，高耐温，重量超轻的特点；

所述的电动拖车：共两台，每台由四个橡胶轮组支撑，内卡在圆形轨道上，平衡性好，不易脱轨，轮组运动平滑，噪声小，拖车由电机控制运动，运动方向、速度和角度均可自动控制；

所述的天顶半圆弧轨道：包括半圆形导轨、步进电机和固定器，半圆形导轨由航空铝管包裹的合成塑料制成，两端通过调整滑套固定在电动拖车上，稳定性好且可调整高度，固定器内卡在半圆形导轨上，步进电机安装在半圆形导轨的末端，控制固定器在半圆形导轨上运动；

所述的红外热像仪：由固定器固定在半圆形导轨上，可沿着半圆形导轨上下滑动，测量不同观测方向上的热红外辐射数据，结合天顶半圆弧轨道在圆形轨道上的不同方位角旋转，可获得不同观测天顶角和方位角情况下的目标热红外辐射数据；

所述的拖车与半圆弧控制软件：负责给电动拖车中的电机发动指令，控制天顶半圆弧轨道在圆形轨道上的水平旋转和红外热像仪在半圆形导轨上的上下滑动；

所述的红外辐射温度计算软件：负责辐射温度的计算，根据测量的热红外辐射数据，计算出热红外方向性辐射温度和半球面辐射温度，具体过程如下：

根据下面的方程式(1)，将某个观测方向红外热像仪测量的辐射亮度数据转换为方向辐射温度：

(1)

式中，为第一辐射常数，等于1.191×10⁸；为第二辐射常数，等于1.439×10⁴；为红外热像仪光谱响应范围的中心波长，单位为微米；为红外热像仪测量的地面上的红外辐射亮度，为观测天顶角，为观测方位角；

将所有观测方向测量的热红外辐射亮度数据，根据下面的方程式(2)进行积分，获得整个半球面的辐射亮度数据：

(2)

式中，为地面上整个半球面的辐射亮度，然后再根据方程式(1)，将替代方向辐射亮度，计算得到整个半球面的辐射温度。

2.根据权利要求1所述的一种热红外方向性辐射温度与半球面辐射温度数据采集系统装置，其特征在于：圆形轨道由8节工字型弧形轨道连接组成，为360°圆形轨道，半径为2m，为保证拖车运动的稳定性，每节轨道中轨头宽140mm，高30mm，轨腰宽100mm，高40mm，轨底宽200mm，高30mm。

3.根据权利要求1所述的一种热红外方向性辐射温度与半球面辐射温度数据采集系统装置，其特征在于：圆形轨道各节导轨之间连接方式为子母扣式，每节导轨一侧有孔位凹点作为母扣，一侧通过固定卡扣生成凸点成为子扣，可徒手拆卸和安装。

4.根据权利要求1所述的一种热红外方向性辐射温度与半球面辐射温度数据采集系统装置，其特征在于：电动拖车底板位于滚轮组之上，底板上安装电瓶箱给电机供电，两辆拖车分列圆形轨道两侧降低整个观测系统重心，提高稳定性。

5.根据权利要求1所述的一种热红外方向性辐射温度与半球面辐射温度数据采集系统装置，其特征在于：每辆电动拖车配有两根高度为1030mm的垂直滑杆，并通过两根辅助斜梁固定来增加承重力，垂直滑杆上有调整滑套，可上下调整高度，观测不同高度的地物。

6.根据权利要求1所述的一种热红外方向性辐射温度与半球面辐射温度数据采集系统装置，其特征在于：调整滑套由黑色铁板制成，通过卡扣锁紧在垂直滑杆上，可调整的范围是0~900mm。

7.根据权利要求1所述的一种热红外方向性辐射温度与半球面辐射温度数据采集系统装置，其特征在于：在电瓶箱充满电的情况下，可保证观测装置连续运动8小时。