CN105651257B - 用于离水辐射测量的简易定位装置 - Google Patents

用于离水辐射测量的简易定位装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了用于离水辐射测量的简易定位装置，包括：横杆，安装在横杆上的光纤固定装置，还包括：安装在横杆上的角度测量装置；安装在横杆上的圆水准器；角度测量装置包括与横杆相连的表盘，垂直设置在表盘中心的竖杆；圆水准器的轴心线与表盘所在平面垂直。本发明公开的用于离水辐射测量的简易定位装置，通过圆水准器与角度测量装置配合，实现了在三维空间上的角度测量与定位，避免了使用带有铅垂的角度测量表盘装置，造成的携带困难，连接铅垂的细绳易磨损，且不易更换的问题，避免采用轴承造成的磨损现象，不易更换和维护的问题。本发明公开的该简易定位装置，在保证准确测量横杆在水平面旋转角度的基础上，又携带方便，且易维护。

Description

用于离水辐射测量的简易定位装置
技术领域
本发明涉及离水辐射测量装置技术领域，尤其是涉及用于离水辐射测量的简易定位装置。
背景技术
离水辐射是指辐射能量进入水体后与水体发生吸收、散射和透射作用后，最后离开水面的辐射能量。由于离水辐射因为包含了水体的信息，因此，成为了水质遥感研究的一个重要物理量。
通常使用便携式野外光谱仪在水面上现场测量离水辐射，目前，进行测量时，需要手持一根杆子，在一头绑上光谱仪探头，为符合规范要求的观测几何，用目视估计定位光谱仪探头，这种目视估计定位法的精度很差。此外，由于水体离水辐射具有二向性，因此不同角度离水辐射存在很大差异，对于多个角度离水辐射的测量，传统的目视估计定位的简易测量无法得以采用。
为了克服目视定位精度差的问题，申请号为200910246313.4的发明公开了用于离水辐射测量的便携式多角度定位装置，包括横杆、设置在横杆端部的光纤固定装置及设置在横杆上的角度测量装置，角度测量装置包括测量平行于横杆的与水平面相垂直的平面内角度的第一角度测量装置，测量垂直于横杆的与水平面相垂直的平面内角度的第二角度测量装置，及测量水平面内角度的第三角度测量装置。通过三个角度测量装置实现在X、Y、Z三维空间内进行角度测量定位。使用时，一般测量的为横杆在水平面的旋转角度，此时，需要第一角度测量装置和第二角度测量装置测量角度以保证横杆在纵断面方向不前后倾斜，且在横断面不左右翻滚，此时，通过第三角度测量装置测量出横杆在水平面内的旋转角度值。其中，第一角度测量装置和第二角度测量装置均包括表盘和与表盘同心的轴承及悬挂在轴承上通过细绳连接的铅垂，铅垂携带困难，且连接铅垂的细绳易磨损，且不易更换，此外，两个角度测量装置上都有轴承，使用过程中也会出现磨损现象，并且不易更换和维护。
因此，如何在保证多角度定位装置准确测量横杆在水平面旋转角度的基础上，解决测量携带不便，且不易维护的问题是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供用于离水辐射测量的简易定位装置，以实现在保证多角度定位装置准确测量横杆在水平面旋转角度的基础上，解决测量携带不便，且不易维护的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了如下方案：
用于离水辐射测量的简易定位装置，包括：横杆，安装在所述横杆上的光纤固定装置，还包括：安装在所述横杆上的角度测量装置；
安装在所述横杆上的圆水准器；
所述角度测量装置包括与所述横杆相连的表盘，垂直设置在所述表盘中心的竖杆；
所述圆水准器中的气泡处于所述圆水准器的轴心线时，所述表盘处于水平位置。
优选地，在上述用于离水辐射测量的简易定位装置中，所述横杆包括多个连接管和连接多个相邻连接管的中空管。
优选地，在上述用于离水辐射测量的简易定位装置中，所述连接管的连接端设置有连接螺纹，所述中空管的内部设置有连接所述连接管的内螺纹，所述连接螺纹处开有多个具有预设长度的指示凹槽。
优选地，在上述用于离水辐射测量的简易定位装置中，所述光纤固定装置包括:可转动连接在所述横杆上的第一安装板；固定在所述第一安装板上的光纤固定块。
优选地，在上述用于离水辐射测量的简易定位装置中，所述光纤固定装置还包括安装在所述横杆上的限位块；
所述限位块上设置有限制所述第一安装板的两个极限转动角度的第一凹槽和第一凸起。
优选地，在上述用于离水辐射测量的简易定位装置中，还包括安装在所述横杆上的圆水准器安装装置；
所述圆水准器通过安装在所述圆水准器安装装置中实现与横杆的连接。
优选地，在上述用于离水辐射测量的简易定位装置中，所述圆水准器安装装置包括第一安装块；
所述第一安装块上开有允许所述横杆穿过的第一安装孔；
所述第一安装块上还开有与所述第一安装孔的轴线垂直的第二安装孔，所述圆水准器安装在所述第二安装孔内。
优选地，在上述用于离水辐射测量的简易定位装置中，所述第一安装块上还开有固定所述圆水准器的第三安装孔；
所述第三安装孔与所述第一安装孔的轴线及所述第二安装孔的轴线均垂直。
优选地，在上述用于离水辐射测量的简易定位装置中，还包括2个套管；
2个所述套管均套装在所述横杆上。
优选地，在上述用于离水辐射测量的简易定位装置中，所述横杆、所述光纤固定装置和所述圆水准器安装装置的表面均设置有氧化黑涂层。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的用于离水辐射测量的简易定位装置，使用时，将圆水准器和角度测量装置安装在横杆上，且保证圆水准器的轴心与角度测量装置的表盘的平面相垂直。测量时，首先，将光纤安装到光纤固定装置上；接着，将横杆上的圆水准器内的气泡调至居中位置，此时，横杆在纵断面方向前后倾斜和横断面左右翻滚，保证了横杆在水平面测量的准确性；最后观察垂直设置在表盘中心的竖杆在阳光照射下留下的影子，影子的位置与横杆的轴线方向的夹角即为横杆与太阳的相对方位角，当横杆在水平面内旋转时，竖杆的影子会随着旋转，旋转的角度即为横杆在水平面内旋转的角度。本发明公开的用于离水辐射测量的简易定位装置，通过圆水准器与角度测量装置配合，实现了在三维空间上的角度测量与定位，避免了使用带有铅垂的角度测量表盘装置，造成的携带困难，连接铅垂的细绳易磨损，且不易更换的问题，避免采用轴承造成的磨损现象，不易更换和维护的问题。本发明公开的用于离水辐射测量的简易定位装置，在保证准确测量横杆在水平面旋转角度的基础上，携带方便，且易维护。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的用于离水辐射测量的简易定位装置的结构示意图；
图2为图1的圆水准器安装装置和圆水准器的主视结构示意图；
图3为图2的俯视结构示意图；
图4为图2的左视结构示意图；
图5为图1的简易定位装置的主视结构示意图；
图6为图5的俯视结构示意图；
图7为本发明提供的用于离水辐射测量的简易定位装置的光纤固定装置结构示意图；
图8为本发明提供的用于离水辐射测量的简易定位装置的限位块的主视结构示意图；
图9为图8的左视结构示意图；
图10为图8的俯视结构示意图；
图11为本发明提供的用于离水辐射测量的简易定位装置的光纤固定块的主视结构示意图；
图12为图11的左视结构示意图；
图13为图11的俯视结构示意图；
图14为本发明提供的用于离水辐射测量的简易定位装置的第一安装板的主视结构示意图；
图15为本发明提供的用于离水辐射测量的简易定位装置的横杆的爆炸图；
图16为本发明提供的用于离水辐射测量的简易定位装置的连接杆的左视结构示意图。
其中，图1-16中：
横杆1、光纤固定装置2、角度测量装置3、圆水准器4、表盘301、竖杆302、连接管101、中空管102、连接端10101、指示凹槽10102、第一安装板201、光纤固定块202、限位块203、第一凹槽204、第一凸起205、圆水准器安装装置5、第一安装块501、第一安装孔50101、第二安装孔50102、第三安装孔50103、套管6。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
圆水准器，是一个封闭的圆形玻璃容器，留有一小气泡。容器顶盖中央刻有一小圈，小圈的中心是圆水准器的零点。通过零点的球面法线是圆水准器的轴，当圆水准器的气泡居中时，圆水准器的轴位于铅锤位置。
请参阅图1-图16，为本发明提供的用于离水辐射测量的简易定位装置的结构示意图。
本发明公开了用于离水辐射测量的简易定位装置，包括横杆1和安装在横杆1上的光纤固定装置2，用于离水辐射测量的简易定位装置还包括：安装在横杆1上的角度测量装置3；安装在横杆1上的圆水准器4；角度测量装置3包括与横杆1相连的表盘301，垂直设置在表盘301中心的竖杆302；圆水准器4的轴心线与表盘301的平面相垂直。
需要说明的是，本实施例中，固定在横杆1上面的角度测量装置3包括正反两个圆形的表盘301和两根竖杆302，将圆盘中心为圆心以15度为间隔24份等分；两根竖杆302可以旋进表盘301中心，用于控制横杆1与太阳之间的夹角，满足观测几何要求，最大程度避免太阳耀斑影响。
本发明提供的用于离水辐射测量的简易定位装置，使用时，将圆水准器4和角度测量装置3安装在横杆1上，且保证圆水准器4的轴心线与角度测量装置3的表盘301所处平面垂直。测量时，首先，将光纤安装到光纤固定装置2上；接着，将横杆1上的圆水准器4内的气泡调至居中位置，此时，横杆1在纵断面方向前后倾斜和横断面左右翻滚，保证了横杆1在水平面测量的准确性；最后观察垂直设置在表盘301中心的竖杆302在阳光照射下留下的影子，影子的位置与横杆1的轴线方向的夹角即为横杆1与太阳的相对方位角。当横杆1在水平面内旋转时，竖杆302的影子会随着旋转，旋转的角度即为横杆1在水平面内旋转的角度。本发明公开的用于离水辐射测量的简易定位装置，通过圆水准器4与角度测量装置3配合，实现了在三维空间上的角度测量与定位，避免了使用带有铅垂的角度测量表盘301装置，造成的携带困难，连接铅垂的细绳易磨损，且不易更换的问题，避免采用轴承造成的磨损现象，不易更换和维护的问题。本发明公开的用于离水辐射测量的简易定位装置，能够准确测量横杆1在水平面旋转角度，且携带方便，易维护。
需要说明的是，为了节省成本，圆水准器4可以是不包含测量功能的圆水准器4，仅通过圆水准器4内的气泡居中，保证横杆1在纵断面方向不前后倾斜和横断面不左右翻滚，保证横杆1在水平面测量的准确性。
圆水准器4也可以是包含测量功能的圆水准器4，以实现对角度的准确测量。
在本发明提供又一实施例中，本实施例中的用于离水辐射测量的简易定位装置和实施例一中的用于离水辐射测量的简易定位装置的结构类似，对相同之处就不再赘述了，仅介绍不同之处。
在本实施例中，公开了用于离水辐射测量的简易定位装置中，横杆1包括多个连接管101和连接多个相邻连接管101的中空管102。横杆1通过多个连接杆可拆卸连接，可以实现横杆1长度的可调，方便设备伸出船外一定距离，减少船体对测量结果的影响，提高了测量结果的精度。
具体地，本发明公开了用于离水辐射测量的简易定位装置中，连接管101的连接端10101设置有连接螺纹，中空管102的内部设置有连接连接管101的内螺纹，连接螺纹处开有多个具有预设长度的指示凹槽10102。
相邻连接端10101处的指示凹槽10102按照预设的位置配合，以实现使相邻连接管101连接后便在正确位置，不需要安装完毕后再调整装置至正确位置。
本实施例中，多个连接杆的长度均约为50cm，并且另有备用横杆1管件，现场测量时可以根据实际情况将横杆1加长。在需要连接的连接杆的连接处分别留出一段相同纹路的突出的螺纹，将连接杆的首尾凸起螺纹之间的部分车除，得到中间凹陷，中空管102内部车出与连接杆配套的螺纹，可以将两段连接杆衔接在一起。
为了方便光纤的安装，本发明公开的用于离水辐射测量的简易定位装置中，光纤固定装置2包括:可转动连接在横杆1上的第一安装板201；固定在第一安装板201上的光纤固定块202。
具体地，第一安装板201的个数为两个，两个第一安装板201分别设置在横杆1的上下两端，通过螺钉连接，实现将两个第一安装板201可转动连接在横杆1上。光纤固定块202上开有与第一安装板201可拆卸连接的安装孔，光纤固定块上开有安装光纤的光纤安装孔及固定光纤的固定光纤孔。
为了方便光纤的角度调整，光纤固定装置2还包括安装在横杆1上的限位块203；限位块203上设置有限制第一安装板201的两个极限转动角度的第一凹槽204和第一凸起205。
两个极限转动角度是指第一安装板201顺逆可转动的最大角度，可以根据实际情况进行调整。
为了方便圆水准器4的安装，本发明公开了用于离水辐射测量的简易定位装置还包括安装在横杆1上的圆水准器安装装置5；圆水准器4通过安装在圆水准器安装装置5中实现与横杆1的连接。
具体地，公开了圆水准器安装装置5包括第一安装块501；第一安装块501上开有允许横杆1穿过的第一安装孔50101；第一安装块501上还开有与第一安装孔50101的轴线垂直的第二安装孔50102，圆水准器4安装在第二安装孔50102内。
本发明还公开了第一安装块501上还开有固定圆水准器4的第三安装孔50103；第三安装孔50103与第一安装孔50101的轴线及第二安装孔50102的轴线均垂直。
安装圆水准器安装装置5时，将第一安装块501的第一安装孔50101穿过横杆1，将圆水准器4安装进第二安装孔50102内，通过胶水或其他粘合方式固定在第一安装块501上，接着，通过螺丝与第三安装孔50103的配合进一步增加圆水准器4与第一安装块501的安装强度。
为了便于操作者操作用于离水辐射测量的简易定位装置，本发明公开了用于离水辐射测量的简易定位装置还包括2个套管6；2个套管6均套装在横杆1上。操作者可以手握套管6，方便野外使用，在每个手柄套管6上还开有安装螺丝实现将套管6固定到横杆1上的螺纹孔。
为了使得用于离水辐射测量的简易定位装置耐腐蚀且能消除反光影响，本发明公开了横杆1、光纤固定装置2和圆水准器安装装置5的表面均设置有氧化黑涂层。
氧化黑是一种金属普遍使用的表面涂层处理方法，主要分为前处理，使用铬酸盐氧化表面和使用着色剂对表面着色三个步骤，实现金属耐蚀并消除反光影响。
需要说明的是，本发明中，角度测量装置3和光纤固定装置2需要在所有连接杆加工完毕，连接上确定精确位置后，再进行钻孔，这样可以确保最后安装完毕后，圆水准器4，角度测量装置3和光纤固定装置2三者在正确位置。
本发明用于离水辐射测量的简易定位装置使用方法为：在现场测量时，根据现场测量需要，判断横杆1是否需要安装，是否需要加长。将横杆1按照上述说明依次安装，安装完成之后，圆水准器4、角度测量装置3和光纤固定装置2均在正确位置。将光谱仪的光纤插入光线安装孔中，并使用螺丝通过光纤固定孔固定光纤。根据测量要求，将探头角度调节至垂直位置或者倾斜位置。
手持横杆1的套管6，将横杆1伸出使光纤的探头伸至水面，水平端住横杆1。以及光谱仪操作规范要求，在于光谱仪相连接的电脑上设置一系列参数后，根据测量规范要求，并根据电脑提示，将横杆1探头位置对准灰板、水体或天空光。并依次记录下电脑上显示的形影的测量数据。
本发明公开的用于离水辐射测量的简易定位装置具有以下优点：
(1)通过圆水准器4替代了需要铅垂的测量装置，减轻了质量，携带方便，且易维护；
(2)横杆1包括多个连接杆，实现横杆1的长度可调，方便设备伸出船外一定距离，减少船体对测量结果的影响，提高了测量结果的精度。
(3)连接螺纹处开有多个具有预设长度的指示凹槽10102，相邻连接端10101处的指示凹槽10102按照预设的位置配合，以实现使相邻连接管101连接后便在正确位置，不需要安装完毕后再调整装置至正确位置。
(4)限位块203上设置有限制第一安装板201的两个极限转动角度的第一凹槽204和第一凸起205，能够方便光纤角度的调整。
(5)横杆1、光纤固定装置2和圆水准器安装装置5的表面均设置有氧化黑涂层，消除反光，最大程度减小了装置对测量结果的影响，有效提高了测量精度。
在本发明中的“第一”、“第二”等均为描述上进行区别，没有其他的特殊含义。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和创造性特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.用于离水辐射测量的简易定位装置，包括：横杆(1)，安装在所述横杆(1)上的光纤固定装置(2)，其特征在于，还包括：安装在所述横杆(1)上的角度测量装置(3)；
安装在所述横杆(1)上的圆水准器(4)；
所述角度测量装置(3)包括与所述横杆(1)相连的表盘(301)，垂直设置在所述表盘(301)中心的竖杆(302)；
所述圆水准器(4)的轴心线与所述表盘(301)的平面相垂直；
所述光纤固定装置(2)包括:可转动连接在所述横杆(1)上的第一安装板(201)；固定在所述第一安装板(201)上的光纤固定块(202)；
所述光纤固定装置(2)还包括安装在所述横杆(1)上的限位块(203)；
所述限位块(203)上设置有限制所述第一安装板(201)的两个极限转动角度的第一凹槽(204)和第一凸起(205)。
2.根据权利要求1所述的用于离水辐射测量的简易定位装置，其特征在于，所述横杆(1)包括多个连接管(101)和连接多个相邻连接管(101)的中空管(102)。
3.根据权利要求2所述的用于离水辐射测量的简易定位装置，其特征在于，所述连接管(101)的连接端(10101)设置有连接螺纹，所述中空管(102)的内部设置有连接所述连接管(101)的内螺纹，所述连接螺纹处开有多个具有预设长度的指示凹槽(10102)。
4.根据权利要求1所述的用于离水辐射测量的简易定位装置，其特征在于，还包括安装在所述横杆(1)上的圆水准器安装装置(5)；
所述圆水准器(4)通过安装在所述圆水准器安装装置(5)中与所述横杆(1)连接。
5.根据权利要求4所述的用于离水辐射测量的简易定位装置，其特征在于，所述圆水准器安装装置(5)包括第一安装块(501)；
所述第一安装块(501)上开有允许所述横杆(1)穿过的第一安装孔(50101)；
所述第一安装块(501)上还开有与所述第一安装孔(50101)的轴线垂直的第二安装孔(50102)，所述圆水准器(4)安装在所述第二安装孔(50102)内。
6.根据权利要求5所述的用于离水辐射测量的简易定位装置，其特征在于，所述第一安装块(501)上还开有固定所述圆水准器(4)的第三安装孔(50103)；
所述第三安装孔(50103)与所述第一安装孔(50101)的轴线及所述第二安装孔(50102)的轴线均垂直。
7.根据权利要求6所述的用于离水辐射测量的简易定位装置，其特征在于，还包括2个用于手持的套管(6)；
2个所述套管(6)均套装在所述横杆(1)上。
8.根据权利要求1所述的用于离水辐射测量的简易定位装置，其特征在于，所述横杆(1)、所述光纤固定装置(2)和所述圆水准器安装装置(5)的表面均设置有氧化黑涂层。
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