CN104134331A - 基于wlan的红外光谱仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于WLAN的红外光谱仪，包括发射源(1)、接收机(3)和手持终端(5)，所述发射源(1)配置有一放大器(2)，所述接收机(3)和手持终端(5)之间设置有数据转换器(4)，所述接收机(3)由红外传感器和接收器构成，发射源(1)的出射口与接收机(3)的接收口均指向目标，并且发射源(1)和接收机(3)位于目标(6)的同一侧。手持终端(5)内设置有无线接收器和无线发射器。本发明提供的基于WLAN的红外光谱仪不仅灵敏度高，探测距离远，探测能力范围广，而且利用了手持终端的无线网络，实现了探测数据的实时传输和利用，第一时间为工作人员提供真实数据。

Description

基于WLAN的红外光谱仪

技术领域

本发明涉及一种基于无线网络并探测目标的红外辐射接收装置，尤其涉及一种基于WLAN的红外光谱仪，属于红外光谱设备领域。

背景技术

根据科学定律，当温度大于1000℃的物体向外发出可见光，而所有温度大于绝对零度的物质都会向周围空间进行红外辐射，一般的红外辐射也称红外线。英国天文学家在研究太阳的热效应时，发现红光区的温度可以达到最大，因而命名为红外线。

对红外线的探测主要通过红外光谱仪来实现，一般分为主动式和被动式，主动式红外光谱仪一般通过自带红外源发射红外线，红外线照射到目标后反射，通过接收器接收，被动式红外光谱仪只接收目标自身反射的自然光或者自身发射的红外线。这两种红外光谱仪目前都是机械式工作方式，为了便于数据的收集，在野外工作时往往配备便携式电脑，这样解决了数据转化收集的问题。但是这种工作方式还需要将数据收集后一并处理，工作效率较低，并且实时性较差。而在野外的工作环境中，电脑的无线网络很不稳定，很多地方完全没有无线网络信号。因此，如何解决红外接收数据的实时传输是目前亟待解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，解决好现有技术的问题，弥补现有目前市场上现有产品的不足。

本发明提供了一种基于WLAN的红外光谱仪，所述光谱仪包括发射源、接收机和手持终端，所述发射源配置有一放大器，所述接收机和手持终端之间设置有数据转换器，所述接收机由红外传感器和接收器构成，发射源的出射口与接收机的接收口均指向目标，并且发射源和接收机位于目标的同一侧。

优选的，上述数据转换器为AD转换器。

优选的，上述手持终端内设置有无线接收器和无线发射器。

本发明提供的基于WLAN的红外光谱仪不仅灵敏度高，探测距离远，探测能力范围广，而且利用了手持终端的无线网络，实现了探测数据的实时传输和利用，第一时间为工作人员提供真实数据。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

附图标记：1-发射源；2-放大器；3-接收机；4-数据转换器；5-手持终端；6-目标。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

本发明的基于WLAN的红外光谱仪具体如图1所示，红外光谱设备带有包括发射源1、接收机3和手持终端5，所述发射源1配置有一放大器2，所述接收机3和手持终端5之间设置有数据转换器4，所述接收机3由红外传感器和接收器构成，发射源1的出射口与接收机3的接收口均指向目标，并且发射源1和接收机3位于目标6的同一侧。数据转换器4为AD转换器。手持终端5内设置有无线接收器和无线发射器。

大气是光学信息传播最主要的自然介质，大气对光学新的影响是光学遥感仪器必须考虑的主要问题。大气的主要成分包括气体分子和其他微粒。气体分子的主要成分有氮气、氧气等。大气层自上而下分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。其中对流层和平流层是对探测器影响较大的两层。

光学系统在探测信号时无法避免大气的影响。其相互作用主要有大气散射、大气吸收和大气吸收。

电磁波在不均匀性或各向异性介质中传播时，改变原来传播方向的现象称为散射。大气散射的强度取决于电磁波波长、穿过的大气厚度、大气微粒大小和含量。散射的主要类型有瑞利散射，Mie散射和散粒散射。瑞利散射与电磁波长有关，是粒子直径远远小于入射波长时发生的散射，散射强度与波长的四次方成反比。Mie散射是当粒子尺度与入射波长接近或可比拟时发生的散射，散射强度与波长的二次方成反比。散粒散射是波长小于粒子直径时发生的散射，也称为粗粒散射，与波长无关，是一种非选择性散射。

电磁波在穿越大气时，会发生折射现象。折射率与大气密度有直接关系，底层大气密度大，电磁波的折射率大；上层大气密度小，电磁波折射率也就小。这也就是海市蜃楼发生的物理基础。

电磁波在经过大气时，大气中的各种气体成分会对电磁波有不同程度的吸收。其中以臭氧、二氧化碳和水汽对大气的吸收最为明显。

电磁波在经过大气时，与大气的相互作用是复杂的。不同电磁波在通过大气到达传感器时能量被消减的程度也是不同的。有的大部分被吸收(例如紫外线)，甚至无法通过，有的则通过率很高，消减作用很小(例如可见光)。这些透过率很高的波带被称为“大气窗口”常用的大气窗口有5个：

1)0.30～1.15m大气窗口。这是遥感技术应用的最主要窗口之一。谱段上包括全部可见光波段、部分紫外波段和部分近红外波段。其中，近紫外窗口为0.30～0.40m，透过率约为70％；0可见光窗口为40～0.70m，透过率约为95％；近红外窗口为0.70～1.10m，透过率约为80％；该窗口的光谱主要反映地物对太阳光的反射，通常称为短波区，是非常理想的观测、摄影波段，很多卫星的传感器工作在这个波段中，采用摄影或扫描的方式在白天感测、收集目标信息成像。典型应用有Landsat卫星的TM的1～4波段，SPOT卫星的HRV波段等。

2)1.30～2.50m大气窗口，属于近红外波段。该窗口按习惯分为两个子窗口，分别是1.40～1.90m及2.00～2.50m。这两个窗口的透过率都在60％～95％之间。其中，1.55～1.75m透过率较高，白天夜间都可以应用扫描成像方式感测、收集目标信息，主要用于地质遥感。比如TM的5、7波段等用以探测植物含水量以及云、雪或用于地质制图等

3)3.50～5.00m大气窗口，属于中红外波段，透过率约为60％～70％之间。该窗口包含地物反射光谱，可以用来探测高温目标，如森林火灾、火山、核爆炸等。比如，NOAA卫星的AVHRR传感器用3.55～3.93μm探测海面温度，获得昼夜云图。

4)8～14m大气窗口，属于热红外波段，透过率约为80％。由于常温下地物光谱辐射出射度最大值对应的波长是9.7m，则该窗口是常温下地物热辐射能量最集中的波段，其探测信息最主要反映地物的发射率及温度。

5)1mm～1m微波窗口，分为毫米波、厘米波和分米波。其中，1.0～1.8mm窗口的透过率约为35％～40％；2～5mm窗口的透过率约为50％～70％；8～1000mm微波窗口的透过率为100％。微波的特点是能穿透运云层、植被和一定厚度的冰与土壤，具有全天候的工作能力。如侧视雷达影像，Radarsat的卫星雷达影像等在具体使用时，使用者将其携带在野外，红外辐射源向目标发射红外辐射，目标将红外辐射返回，由接收器接收，再将信号出入到便携式计算机终端中，记录下信号。传感器接收到的大气中传播的红外信息可以分为两个部分：第一部分是物体本身的“辐射”经过大气“滤波”之后的传递量。这里的“辐射”是广义上的辐射，指的是从物体上发出的电磁波，既包括物体对照明源的反射，也包括物体本身发出的辐射。第二部分是大气的附加信息，即程辐射。程辐射源自大气本身作为实际物体发出、反射或散射的电磁波。程辐射与波长一定的关系，这是因为程辐射与大气的散射作用有关。

本发明提供的基于WLAN的红外光谱仪不仅灵敏度高，探测距离远，探测能力范围广，而且利用了手持终端的无线网络，实现了探测数据的实时传输和利用，第一时间为工作人员提供真实数据。

以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种基于WLAN的红外光谱仪，其特征在于：所述光谱仪包括发射源(1)、接收机(3)和手持终端(5)，所述发射源(1)配置有一放大器(2)，所述接收机(3)和手持终端(5)之间设置有数据转换器(4)，所述接收机(3)由红外传感器和接收器构成，发射源(1)的出射口与接收机(3)的接收口均指向目标，并且发射源(1)和接收机(3)位于目标(6)的同一侧。

2.根据权利要求1所述的基于WLAN的红外光谱仪，其特征在于：所述数据转换器(4)为AD转换器。

3.根据权利要求1所述的基于WLAN的红外光谱仪，其特征在于：所述手持终端(5)内设置有无线接收器和无线发射器。