[实用新型]一种新型船载海表热辐射仪

说明书

本实用新型属于一种非接触式海表皮温船载海洋测量仪器，具体涉及一种新型船载海表热辐射仪。该仪器由红外传感器、多功能水密镜头、温度控制板、信息采集处理板、倾角仪、电源、减震基座、水密机箱、电源接口以及网络通讯接口组成。该仪器通过温度控制板将仪器内部温度和多功能水密镜头温度控制在一定温度，使仪器自身系统误差恒定，便于软件修正；通过信息采集处理板采集倾角仪信息以及外部气象要素信息对粗糙海面海表发射率以及大气透射率进行实时修正，保证海表皮温测量的准确性；通过仪器内部倾角仪采集仪器姿态信息，用于海表发射率实时修正。该实用新型对于卫星反演海表温度标校、海洋气象数值预报以及大气波导诊断具有重要意义。

技术领域

本实用新型属于一种非接触式海表皮温船载海洋测量仪器，具体涉及一种新型船载海表热辐射仪。

背景技术

海表皮温是海洋气象数值预报以及大气波导诊断的重要基础数据，其获取手段主要有卫星反演、接触式温度传感器以及非接触式红外测温仪；其中卫星反演尺度大，实时性和精度受云层遮档而无法保证；接触式传感器测量的是海水体温而不是海水皮温；非接触式红外测温仪刚好能弥补上述两种方法的缺陷，但非接触式红外测温是一种遥感测温手段，受海水发射率以及大气透射率的影响很大。因此本实用新型通过温控技术和误差模型修正技术，提高了船载海表热辐射仪的海水皮温测量精度，为海洋气象数值预报以及大气波导诊断提供准确的海水皮温数据，对提高数值预报和大气波导诊断的准确性具有重要意义。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高精度、高可靠性、低成本并采用了新的误差修正补偿方法的新型船载海表热辐射仪。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种新型船载海表热辐射仪，由水密机箱1和减震基座2组成，水密机箱1直接与减震基座2连接，水密机箱1内部由红外传感器3、温度控制板4、交流滤波器5、保险丝6、电源接口7、倾角仪8、网络接口9、信息采集处理板10、多功能水密镜头11以及电源模块12组成；多功能水密镜头11位于水密机箱1左侧，多功能水密镜头11的右侧为红外传感器3，红外传感器3上方为电源模块12，电源模块12右侧为温度控制板4，温度控制板4下方依次为保险丝6、交流滤波器5、信息采集处理板10，温度控制板4右侧从上往下依次为电源接口7、倾角仪8、网络接口9。

红外传感器3内部贴装了2片加热膜和高精度温度传感器，当温度传感器数值低于阈值温度，温度控制板通过加热膜给红外传感器加热，当温度传感器数值高于阈值温度，温度控制板则停止加热；每片加热膜工作功率为12W。

温度控制板4采用经典的PID控制算法，以PWM方式驱动控制加热膜工作，其中2路用于红外传感器的温度控制，1路用于多功能水密镜头镜片的温度控制，温度控制板采用立式安装。

倾角仪8提供仪器的姿态信息。

信息采集处理板10采用基于LINUX操作系统的ARM嵌入式系统，通过网络接口9接收外部发送的气象要素信息，包括大气温度信息、大气湿度信息、大气能见度信息以及降雨强度信息；通过串口采集倾角仪信息；通过串口接收温度控制板信息，监测红外传感器和多功能水密镜头温度；最终利用采集到的倾角仪信息和气象要素信息，通过海表发射率模型和大气透射率模型实时修正海表发射率和大气透射率。

多功能水密镜头11由ZnSe镜片、加热膜、导热密封圈、铂电阻、机械外壳组成，其中，ZnSe镜片厚度为5mm，直径30mm；沿镜片圆周套装导热橡胶圈，橡胶圈外侧紧贴一层厚度为0.2mm的加热膜，然后再用密封橡胶圈将组件固定于机械外壳中；在ZnSe镜片边缘处粘贴一只铂电阻，在铂电阻上面安装用于固定铂电阻的圆环。

本实用新型的有益效果在于：