专利名称：一种大气光学消光系数分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于大气光学消光系数分析仪，尤其涉及适用于大气污染光学性质的监测设施。
背景技术：
由于经济规模的迅速扩大和城市化进程的加快，在城市群区域和大城市的大气污染日趋严重，由大气污染造成的能见度恶化事件越来越多，能见度的降低还造成太阳辐射的减少，据资料表明，城市太阳辐射强度和紫外线强度要分别比农村减少10 30%和10 25%，从而导致城市佝偻病发病率增加。大气光学消光系数可用于判断大气中各种颗粒物及气体对太阳光的吸收，从而推算大气气溶胶的物理和光学性质。目前对于大气消光系数的测量主要采用黑碳仪、浊度仪或由能见度仪进行测量，前者需要两台设备，且这两种测量方式均为地面监测设备，无法实现对整个大气层的消光系数的监测，通过对大气消光系数的监测，可有效分析大气污染情况，便于更准确进行大气污染分析，避免大气污染带来的伤害，因此加强对大气污染消光性质的监测势在必行。
实用新型内容本实用新型提供一种性能稳定、精度高、高可靠性的大气光学消光系数分析仪，以用于检测气溶胶的光学性质。为实现本实用新型目的，这种大气光学消光系数分析仪其特征在于它包括瞄准器和与瞄准器轴向固连的光学头，所述光学头依次经横向转动装置和纵向转动装置后与底座固连。所述瞄准器其主体为两个孔径相同的管状体结构，两管状体间固连。所述光学头为一筒状体结构，筒状体顶部端面开设有与瞄准器两管状体管口相配的进光孔，其中一进光孔下部孔径与其上部孔径之比为I : I. 5 I. 7，另一进光孔下部孔径与其上部孔径之比为I : 7 8;所述筒状体内还装设有一片状轮，片状轮的等径位置处均匀开设有透光孔，透光孔内装设有滤光片，片状轮经传动装置与筒状体间活动连接。所述瞄准器和与瞄准器轴向连接的光学头构成本实用新型的光学传感系统，瞄准器其端部孔径相同，为光学头的顶部进光孔即天空视窗和太阳视窗分别提供相同的视场角；筒状体顶部端面开设的两进光孔其底部孔径不同，为两视窗即天空视窗和太阳视窗提供不同的入射量。光学头内的片状轮即滤光片轮上开设的透光孔内窄波段滤光片可提供多个观测通道，通过观测通道的光经过光学头内光学探测器探测，其探测信号经数据传输线传输至与本实用新型相连的控制系统。控制系统上还装设湿度传感器，湿度传感器在探测到降雨时本实用新型停止工作。所述横向转动装置和纵向转动装置构成本实用新型的伺服系统，其中包括可使瞄准器水平旋转的方位步进电机和可使瞄准器纵向旋转的天顶角步进电机，两电机与控制系统相连，控制系统通过控制程序驱动各步进电机工作，从而带动光学传感器系统进行扫描探测。控制系统控制按键供手动指令输入和参数设置，控制模块提供和控制扫描和测量程序。传输模块提供传输接口，完成数据查询、存储和传输。本实用新型取得的技术进步由于采用本实用新型结构的大气光学消光系数分析仪，可根据仪器内部程序的统计计算方法及四象限或其他方式调节进行太阳准确跟踪，通过测量太阳及天空辐射，从而可实现对大气光学消光系数在线监测的自动控制。本实用新型为高精度野外太阳和天空辐射测量装置，可应用于环保、气象、海洋和遥感应用部门，主要用于测量太阳和天空可见光和近红外的不同波段、不同方向、不同时间的辐射强度，进而来推算大气气溶胶的物理和光学性质以及大气浑浊度、水汽、臭氧等成分的特性，可广泛应用于大气环境监测、卫星校正等领域，测量精度高，响应速度快，并具有结构简单等特点。
图I为本实用新型整体结构示意图；图2为图I中光学头结构示意图。
具体实施方式
这种大气光学消光系数分析仪包括瞄准器I和与瞄准器I轴向固连的光学头3，光学头3依次经横向转动装置和纵向转动装置后与底座固连。其中瞄准器I其主体为两个孔径相同的管状体结构，两管状体间固连；其中光学头3为一筒状体结构，筒状体顶部端面开设有与瞄准器I下端的两管状体管口相配的进光孔，其中一进光孔即太阳视窗的下部孔径6与其上部孔径5之比为I : 7 8，另一进光孔即天空视窗的下部孔径10与其上部孔径11之比为I : I. 5 I. 7，瞄准器I分别为太阳视窗和天空视窗即光学窗口提供相同的视场角，在进光孔即太阳视窗下还开设一探测孔7，该探测孔7为进行太阳追踪的调节孔即方位探测孔，在筒状体内装设一片状轮9，在片状轮9的等径位置处均匀开设透光孔8，在各透光孔8内分别装设不同窄波段的滤光片，片状轮9经传动装置与筒状体间活动连接。本实用新型工作过程如下太阳光经瞄准器I两管口同时分别进入光学头3上部的两进光孔即太阳视窗和天空视窗，瞄准器I对准太阳的近似位置测量直接太阳辐射，瞄准器I的昂起角度根据时间、地理参数、坐标等用内部程序计算并由天顶角电机2控制带动光学头3水平旋转，方位电机4带动天顶角电机2水平旋转，以实现本实用新型的自动智能操作。探测孔7后部装设的方位探测器利用一个反馈循环带动方位电机4将太阳光定位在瞄准器I的视场中，实现对太阳位置的判断，从、而实现自动追踪太阳。由于太阳光较强，天空光较弱，因此太阳视窗孔径较小，天空视窗的孔径较大，从而使得进入滤光片轮9的光强基本相当。太阳光通过两视窗后进入透光孔8内的滤光片，各透光孔8内安装的8个滤光片可透过不同波长的光，滤光片轮9在光学探测器前转动进行一个测量过程，当测量不同的波段时，将对应的滤光片转动到相应的位置。光学探测器可检测经过滤光片后透过来的光强，从而判断大气消光系数，监测由于大气污染引起的消光现象，实现整个大气层消光系数监测。在数据分析过程中，被测值间相互比较，然后删去非均匀值。本实用新型的控制系统可控制整个仪器的自动运行，当湿度传感器检测到降水时，控制系统控制天顶角电机2旋转使瞄准器I向下，以防仪器光学系统受损，同样在夜间，瞄准单元也会停止工作。
权利要求1.一种大气光学消光系数分析仪，其特征在于它包括猫准器和与猫准器轴向固连的光学头，所述光学头依次经横向转动装置和纵向转动装置后与底座固连。
2.根据权利要求I所述的大气光学消光系数分析仪，其特征在于所述瞄准器其主体为两个孔径相同的管状体结构，两管状体间固连。
3.根据权利要求I所述的大气光学消光系数分析仪，其特征在于所述光学头为一筒状体结构，筒状体顶部端面开设有与瞄准器两管状体管口相配的进光孔，其中一进光孔下部孔径与其上部孔径之比为I : I. 5 I. 7，另一进光孔下部孔径与其上部孔径之比为I 7 8;所述筒状体内还装设有一片状轮，片状轮的等径位置处均匀开设有透光孔，透光孔内装设有滤光片，片状轮经传动装置与筒状体间活动连接。
专利摘要本实用新型公开了一种大气光学消光系数分析仪，它包括瞄准器和与瞄准器轴向固连的光学头，光学头经横向和纵向转动装置后与底座固连。光学头筒状体顶部端面开设有与瞄准器两管状体管口相配的进光孔，一进光孔下部孔径与其上部孔径之比为1∶1.5～1.7，另一进光孔下部孔径与其上部孔径之比为1∶7～8，筒状体内装设一片状轮，片状轮的等径位置处均匀开设有透光孔，透光孔内装设有滤光片，片状轮经传动装置与筒状体间活动连接。本实用新型可进行太阳准确跟踪，通过测量太阳及天空辐射，实现对大气光学消光系数的在线监测的自动控制。可广泛应用于大气环境监测、气象、海洋、遥感应用卫星校正等领域，测量精度高，响应速度快，并具有结构简单等特点。
文档编号G01N21/17GK202362240SQ20112051176
公开日2012年8月1日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者刘国英, 孙冬生, 崔延青, 王丽轻, 王强, 王春迎, 邹昊, 马越超 申请人:河北先河环保科技股份有限公司