[发明专利]一种用于天文选址的中红外大气辐射探测系统

说明书

本发明提供了一种用于天文选址的中红外大气辐射探测系统，包括外壳和制冷装置，外壳内设置保温密封腔一和保温密封腔二，保温密封腔一内固定设置红外望远镜，保温密封腔二内固定设置红外探测器，红外探测器的探测口与红外望远镜的出光口连接；制冷装置包括制冷机和制冷片，保温密封腔一和保温密封腔二的外壁均固定至少一片制冷片，制冷机的冷却液出口和冷却液进口之间设置冷却管道，冷却管道与每个制冷片连接。本发明采用分腔控温的方法能够迅速降低红外望远镜以及红外探测器的温度并将温度起伏控制在很小的范围内，从而降低红外探测系统的自发辐射，保证测量的精度。

技术领域

本发明涉及中红外辐射测量技术领域，尤其是一种用于天文选址的中红外大气辐射探测系统。

背景技术

任何高于绝对零度的物体都能产生红外辐射，大气在吸收辐射的同时，又以辐射的方式向外放射能量，在地基红外望远镜观测的过程中，被探测目标始终处于地球大气背景之下，当红外望远镜观测目标的同时，连同其背景也一同观测到，而当目标辐射量同大气辐射量相近时，我们无法将目标辐射和大气辐射分离开，为了获得更高信噪比的观测数据，往往需要更大口径的望远镜，但增加望远镜口径相对较为困难，而选择大气辐射低的地方建造望远镜更加便捷，因此就需要在选址过程中对当地大气辐射进行精确地测量。

计算大气辐射多利用美国空军计算大气辐射的软件MODTRAN，但使用软件模拟需要知道当地如水蒸气、二氧化碳、温湿度等气象数据，这些气象数据可通过气象站得到，但我国幅员辽阔，气象站的分布不可能刚好对应选址区域，计算过程中只能使用临近的气象数据，不能保证得到的大气辐射是当地的实际值，有较大误差；目前的天文台在选址时往往倾向于如西藏阿里、四川稻城等高海拔、气候干燥的地点，因此需要一种可以在选址过程中使用的，适应高海拔、实时、精准地测量当地大气辐射的中红外探测系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于天文选址的中红外大气辐射探测系统，能够在天文选址过程中抵抗恶劣环境，并且能够对当地中波红外大气辐射进行精确地测量，解决目前在天文选址过程中不能实时测量大气辐射技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于天文选址的中红外大气辐射探测系统，包括外壳和制冷装置，所述外壳内固定设置保温密封腔一和保温密封腔二，所述保温密封腔一内固定设置红外望远镜，所述保温密封腔二内固定设置红外探测器，所述红外探测器的探测口与所述红外望远镜的出光口连接，使经过红外望远镜的光线进入探测器中；所述制冷装置包括制冷机和制冷片，所述保温密封腔一和保温密封腔二的外壁均固定至少一片所述制冷片，所述制冷机的冷却液出口和冷却液进口之间设置冷却管道，所述冷却管道与每个所述制冷片连接，使冷却液分别流经保温密封腔一外壁的制冷片和保温密封腔二外壁的制冷片后返回至制冷机中，形成循环冷却管路。

进一步地，还包括控制系统，所述控制系统包括温度传感器和温度控制器，所述保温密封腔一和保温密封腔二内均设置温度传感器，所述温度传感器的信息输出端与温度控制器的信息输入端连接，温度控制器的信息输出端与所述制冷机的启闭控制端连接；当所述温度传感器传输至温度控制器的温度值高于预设温度阀值时，所述温度控制器驱动所述制冷机的循环冷却管路开启，对保温密封腔一和保温密封腔二进行冷却。

进一步地，还包括遮光筒，所述外壳的外壁上固定设置遮光筒，遮光筒的光线输出端与所述红外望远镜的入光口连通；且遮光筒的光线输出端与所述红外望远镜的入光口之间设置封窗。

进一步地，所述封窗为两层，且两层封窗之间填充干燥的惰性气体。

进一步地，所述外壳为双层碳纤维外壳，且两层碳纤维外壳之间填充隔热材料，所述隔热材料为聚甲醛树脂。

进一步地，所述红外望远镜为折射式望远镜，且红外望远镜的出光口与所述红外探测器的探测口之间设置可切换滤光片轮。