CN108490448A - 一种用于地表迎日观测的装置及其观测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于地表迎日观测的装置及其观测方法，旨在提供一种消除太阳辐射干扰的、用于地表迎日观测目标的装置及其观测方法。其中的装置包括日盲紫外成像仪，石英紫外线灯，灯罩及连接柱；所述灯罩的内表面为球面反射面；所灯罩外表面顶部设有安装座；所述安装座上设置与石英紫外线灯电连接的供电电路，所述供电电路电连接一电源插头；所述日盲紫外成像仪设置于灯罩的外壁上，且日盲紫外成像仪的镜头前端与灯罩的直径大端保持平齐；所述球状石英紫外线灯通过连接柱安装于凹面罩体顶点处的内侧，且位于灯罩的焦点处。本发明可有效消除地表迎日观测时的太阳辐射干扰。

Description

一种用于地表迎日观测的装置及其观测方法

技术领域

本发明涉及成像方法技术领域，尤其是涉及一种用于地表迎日观测的装置及其观测方法。

背景技术

晴朗天气，人眼和其它光学成像设备迎着太阳直射辐射或镜面反射的太阳辐射进行成像观测时，成像设备会受到强烈的太阳辐射干扰，称之为迎日成像观测。太阳辐射在可见光、近红外、中波红外和长波红外等波段都远大于一般地表物体辐射。迎日成像观测时，人眼和光学成像设备对前方物体的识别能力会大大折扣，不能对与太阳辐射直射或镜面反射方向相近方向上的目标物体进行精准成像观测，特别光学成像设备距离迎日成像观测的目标物体较远时，目标物体几乎被太阳辐射完全淹没。

防眩板是一种可阻挡紫外、部分紫光和蓝光，突出黄光的有色透明聚合丙烯酸甲脂滤光板，防眩板有过滤太阳短波辐射的效果。加装防眩板后，人眼和可见光成像设备地表迎日观测时，当目标物体方向与太阳直射方向的夹角较大时，防眩板可一定程度上抑制太阳辐射干扰，提高成像设备对目标物体的观测能力。当目标物体方向与太阳直射方向相近时，目标仍会被太阳辐射淹没。

现有的光电成像技术，在迎日太阳观测时都不可避免地受到强烈的太阳辐射干扰。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术存在的不足，提供了一种可有效消除太阳辐射干扰，用于迎日成像观测的装置及其观测方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于地表迎日观测的装置，包括日盲紫外成像仪，石英紫外线灯，灯罩及连接柱；所述灯罩的内表面为球面反射面；所灯罩外表面顶部设有安装座；所述安装座上设置与石英紫外线灯电连接的供电电路，所述供电电路电连接一电源插头；所述日盲紫外成像仪设置于灯罩的外壁上，且日盲紫外成像仪的镜头前端与灯罩的直径大端保持平齐；所述球状石英紫外线灯通过连接柱安装于凹面罩体顶点处的内侧，且位于灯罩的焦点处。

一种用于地表迎日观测的装置，包括日盲紫外成像仪，石英紫外线灯，灯罩及连接柱；所述灯罩包括抛物面形状的凹面罩体，以及与凹面罩体直径较大端连接的管状罩体；所述凹面罩体外表面顶部设有安装座；所述安装座上设置与石英紫外线灯电连接的供电电路，所述供电电路电连接一电源插头；所述日盲紫外成像仪设置于管状罩体的外壁上，且日盲紫外成像仪的镜头前端与罩壳该端保持平齐；所述球状石英紫外线灯通过连接柱安装于凹面罩体顶点处的内侧，且位于凹面罩体的焦点处。

一种用于地表迎日观测的方法，采用如上所述的装置，其包括以下内容：

（1）将电源插头连接至供电插座上，开启石英紫外线灯，石英紫外线灯会向四面八方发射日盲紫外光，经灯罩反射后，汇聚成一个光束射向地表迎日观测的前方物体；日盲紫外光迎日照射到前方物体后，发生反射；

（2）开启日盲紫外成像仪，成像仪收集物体表面反射至成像仪镜头处的日盲紫外光并成像；类似于普通相机对物体反射的可见光成像，物体表面反射的日盲紫外光被日盲紫外成像仪成像后也可反映出物体的轮廓；由于地表的太阳辐射中没有日盲紫外光，地表迎日观测时日盲紫外成像仪不受太阳辐射干扰，只探测前方物体表面反射的日盲紫外光。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

太阳辐射中的日盲紫外光穿过地球大气层的过程中，会被完全吸收，地表附近探测不到太阳产生的日盲紫外光。本发明在地表迎日观测时用主动发射的日盲紫外光照亮前方的物体，日盲紫外成像仪收集前方物体反射的日盲紫外光并成像，有效消除了地表迎日观测时的太阳辐射干扰，可在日盲紫外波段实现精准的迎日成像观测。

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它的附图。

图1为本发明第一个实施例的结构示意图。

图2为本发明第二个实施例的结构示意图。

图中：日盲紫外成像仪1，石英紫外线灯2，灯罩3，凹面罩体31，管状罩体32，连接柱4，安装座5，供电电路6，电源插头7。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

图1所示用于地表迎日观测的装置，包括日盲紫外成像仪，石英紫外线灯，灯罩及连接柱；所述灯罩的内表面为球面反射面；所灯罩外表面顶部设有安装座；所述安装座上设置与石英紫外线灯电连接的供电电路，所述供电电路电连接一电源插头；所述日盲紫外成像仪设置于灯罩的外壁上，且日盲紫外成像仪的镜头前端与灯罩的直径大端保持平齐；所述球状石英紫外线灯通过连接柱安装于凹面罩体顶点处的内侧，且位于灯罩的焦点处。

实施例2

图2所示用于地表迎日观测的装置，包括日盲紫外成像仪，石英紫外线灯，灯罩及连接柱；所述灯罩包括抛物面形状的凹面罩体，以及与凹面罩体直径较大端连接的管状罩体；所述凹面罩体外表面顶部设有安装座；所述安装座上设置与石英紫外线灯电连接的供电电路，所述供电电路电连接一电源插头；所述日盲紫外成像仪设置于管状罩体的外壁上，且日盲紫外成像仪的镜头前端与罩壳该端保持平齐；所述球状石英紫外线灯通过连接柱安装于凹面罩体顶点处的内侧，且位于凹面罩体的焦点处。

本发明所采用设备均为市售设备，简要说明如下：

日盲紫外成像仪：工作波段包括253.7nm日盲紫外成像仪。目前市场上多数日盲紫外成像仪工作波长范围为240~280nm。商业用的日盲紫外相机一般是自带电池供电，锂电池供电。

石英紫外线灯：为一种产生波长位于日盲紫外波段光线的光源，常见的有紫外线杀菌灯，具体实现方案中选择大功率紫外线杀菌灯。现有大功率的紫外线杀菌灯功率可达上千瓦，可以释放强烈的日盲紫外光，是一种灯泡壳体为石英玻璃的低压汞灯，石英玻璃具有较高的紫外线透过率。选择灯泡壳体为普通灯泡型或者环形灯管型的石英紫外线灯，便于通过连接柱固定于灯罩焦点处。低压汞灯是利用低压汞蒸汽被激化而发出紫外光，其发光谱线主要有两条：一条是253.7nm波长紫外光，另一条是185nm波长紫外光，其中253.7nm波长紫外光处于日盲紫外波段。

紫外线杀菌灯为现有设备，可通过购买或者委托生产等方式获得。供电电路具有产生瞬间高压启动紫外线杀菌灯并维持其稳定工作的功能，为紫外线杀菌灯的标配，包括镇流器、启动器等器件。

灯罩的内表面镀有铝膜等在日盲紫外波段具有较高反射率的膜层，形成抛物面和球面形状的凹面反射镜。石英紫外灯泡位于凹面反射镜的焦点处。

安装座内部有中空腔体，表面有开孔。供电电路引出的电线，通过安装座的开孔引至连接柱的腔体。

连接柱位于罩壳内部，连接柱的一端固定连接于灯罩，另一端连接石英紫外线灯，起到固定支撑石英紫外线灯的作用。连接柱内部有中空腔体，腔体内置有石英紫外线灯的灯线。连接柱外表面镀具有日盲紫外波段反射率高的膜层，例如镀铝膜。

两个实施例装置仅在对石英紫外线灯所发紫外光的聚集光线能力上有差异。与实施例1所述装置相比，两种装置在具有相同的灯罩大端直径、石英紫外线灯和灯罩所镀膜层时，实施例2所述装置聚集光线能力较强，发出的日盲紫外光线比较集中，光束发散角（或称为照明范围张角）较小，日盲紫外光远射照明效果好，且管状罩体越长，聚集光线能力越强，光束发散角越小，日盲紫外光远射照明效果越好。

一种用于地表迎日观测的方法，采用如上所述实施例1或实施例2的装置，其包括以下内容：

（1）将电源插头连接至供电插座上，开启石英紫外线灯，石英紫外线灯会向四面八方发射日盲紫外光，经灯罩反射后，汇聚成一个光束射向地表迎日观测的前方物体；日盲紫外光迎日照射到前方物体后，发生反射；

（2）开启日盲紫外成像仪，成像仪收集物体表面反射至成像仪镜头处的日盲紫外光并成像。类似于普通相机对物体反射的可见光成像，物体表面反射的日盲紫外光被日盲紫外成像仪成像后也可反映出物体的轮廓。由于地表的太阳辐射中没有日盲紫外光，地表迎日观测时日盲紫外成像仪不受太阳辐射干扰，只探测前方物体表面反射的日盲紫外光。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于地表迎日观测的装置，包括日盲紫外成像仪，石英紫外线灯，灯罩及连接柱；其特征在于：所述灯罩的内表面为球面反射面；所灯罩外表面顶部设有安装座；所述安装座上设置与石英紫外线灯电连接的供电电路，所述供电电路电连接一电源插头；所述日盲紫外成像仪设置于灯罩的外壁上，且日盲紫外成像仪的镜头前端与灯罩的直径大端保持平齐；所述球状石英紫外线灯通过连接柱安装于凹面罩体顶点处的内侧，且位于灯罩的焦点处。

2.一种用于地表迎日观测的装置，包括日盲紫外成像仪，石英紫外线灯，灯罩及连接柱；其特征在于：所述灯罩包括抛物面形状的凹面罩体，以及与凹面罩体直径较大端连接的管状罩体；所述凹面罩体外表面顶部设有安装座；所述安装座上设置与石英紫外线灯电连接的供电电路，所述供电电路电连接一电源插头；所述日盲紫外成像仪设置于管状罩体的外壁上，且日盲紫外成像仪的镜头前端与罩壳该端保持平齐；所述球状石英紫外线灯通过连接柱安装于凹面罩体顶点处的内侧，且位于凹面罩体的焦点处。

3.一种用于地表迎日观测的方法，采用权利要求1或2所述的装置，其特征在于包括以下内容：

（1）将电源插头连接至供电插座上，开启石英紫外线灯，石英紫外线灯会向四面八方发射日盲紫外光，经灯罩反射后，汇聚成一个光束射向地表迎日观测的前方物体；日盲紫外光迎日照射到前方物体后，发生反射；

（2）开启日盲紫外成像仪，成像仪收集物体表面反射至成像仪镜头处的日盲紫外光并成像；类似于普通相机对物体反射的可见光成像，物体表面反射的日盲紫外光被日盲紫外成像仪成像后也可反映出物体的轮廓；由于地表的太阳辐射中没有日盲紫外光，地表迎日观测时日盲紫外成像仪不受太阳辐射干扰，只探测前方物体表面反射的日盲紫外光。