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SP400光譜天空亮度測量系統(tǒng)
閱讀：1110 發(fā)布時(shí)間：2020-5-21
SP400光譜天空亮度測量系統(tǒng)是對天空亮度分布進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控測量的設(shè)備，主要用于測量太陽和天空在可見光和近紅外的不同波段、不同方向、不同時(shí)間的輻射亮度，為天氣、陽光資源、建筑采光照明設(shè)計(jì)等提供技術(shù)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)依據(jù)，或者用來推算大氣氣溶膠、水汽、臭氧等成分的特性，用于大氣環(huán)境監(jiān)測，衛(wèi)星校正等應(yīng)用。.jpg)
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根據(jù)需要，測量系統(tǒng)可以配置亮度測量探頭和照度測量探頭，如圖2所示。亮度測量探頭通過內(nèi)置光譜分光系統(tǒng)和光學(xué)系統(tǒng)采集天空光譜曲線，定標(biāo)后可計(jì)算出光譜輻射亮度和光亮度；照度測量探頭通過內(nèi)置光譜分光系統(tǒng)和光學(xué)系統(tǒng)采集天空光譜曲線，定標(biāo)后可計(jì)算出光譜輻照度和光照度。
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圖2 SP400測量系統(tǒng)
基于CIE108-1994建議，天空半球共劃分145個(gè)測量單元，精密轉(zhuǎn)臺控制轉(zhuǎn)臺水平軸與俯仰軸旋轉(zhuǎn)至天空半球?qū)?yīng)單元所在角度從而對天空半球單元進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)測量，如圖3/圖4。
圖3 測量天空半球單元示意圖
圖4 天空單元角度分布
輔助系統(tǒng)中的魚眼相機(jī)用于拍攝天空圖像作為數(shù)據(jù)參考依據(jù)，降水傳感器用于判斷檢測降水天氣時(shí)是否進(jìn)行測量，GPS用于系統(tǒng)定位授時(shí)。
主控系統(tǒng)用于數(shù)據(jù)采集控制并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。預(yù)留用戶通信接口，例如RS485或RS232，可通過該接口連接用戶氣象站，對氣象站數(shù)據(jù)進(jìn)行一起打包傳輸至云服務(wù)器。
主要功能特點(diǎn)：
軟件界面：.png)
SP400主要由測量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)組成，如圖1所示。
圖1 SP400光譜天空亮度測量系統(tǒng)
根據(jù)需要，測量系統(tǒng)可以配置亮度測量探頭和照度測量探頭，如圖2所示。亮度測量探頭通過內(nèi)置光譜分光系統(tǒng)和光學(xué)系統(tǒng)采集天空光譜曲線，定標(biāo)后可計(jì)算出光譜輻射亮度和光亮度；照度測量探頭通過內(nèi)置光譜分光系統(tǒng)和光學(xué)系統(tǒng)采集天空光譜曲線，定標(biāo)后可計(jì)算出光譜輻照度和光照度。
圖2 SP400測量系統(tǒng)基于CIE108-1994建議，天空半球共劃分145個(gè)測量單元，精密轉(zhuǎn)臺控制轉(zhuǎn)臺水平軸與俯仰軸旋轉(zhuǎn)至天空半球?qū)?yīng)單元所在角度從而對天空半球單元進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)測量，如圖3/圖4。
圖3 測量天空半球單元示意圖
圖4 天空單元角度分布
輔助系統(tǒng)中的魚眼相機(jī)用于拍攝天空圖像作為數(shù)據(jù)參考依據(jù)，降水傳感器用于判斷檢測降水天氣時(shí)是否進(jìn)行測量，GPS用于系統(tǒng)定位授時(shí)。
主控系統(tǒng)用于數(shù)據(jù)采集控制并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。預(yù)留用戶通信接口，例如RS485或RS232，可通過該接口連接用戶氣象站，對氣象站數(shù)據(jù)進(jìn)行一起打包傳輸至云服務(wù)器。
主要功能特點(diǎn)：
- 戶外全自動測量，配置完成后無需人工干預(yù)；
- 光譜分光測量，測量精度高，測量亮度動態(tài)范圍寬；
- 上電測量前進(jìn)行轉(zhuǎn)臺自檢、亮度自檢等；
- 根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)自動按時(shí)完成天空半球各測量單元的亮度測量存儲；
- 對天空半球進(jìn)行拍照存儲；
- 降水時(shí)可選擇自動停止測量；
- 通過4G或5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸至云服務(wù)器，可從云服務(wù)器下載測量數(shù)據(jù)；
- 網(wǎng)絡(luò)不通時(shí)進(jìn)行本地存儲，恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)后自動上傳；
- 提供相應(yīng)軟件對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行查看，分析，數(shù)據(jù)導(dǎo)出等；
- 旋轉(zhuǎn)臺預(yù)留多個(gè)接口，可以搭載其它探頭，共用一個(gè)平臺采存數(shù)據(jù)，可以定制一些特殊功能。
| 亮度探頭 | 測量方式 | 光譜分光測量 |
| 光譜響應(yīng) | 380nm～780nm（可定制350nm~1000nm或紅外波段） | |
| 亮度測量范圍 | 0～60000 cd/m2 | |
| 分辨率 | 1 cd/m2 | |
| 視場角 | 11度 | |
| 照度探頭 | 測量方式 | 光譜分光測量 |
| 光譜響應(yīng) | 380nm～780nm（可定制350nm~1000nm或紅外波段） | |
| 照度測量范圍 | 0～100000 lx | |
| 分辨率 | 1 lx | |
| 轉(zhuǎn)臺 | 水平旋轉(zhuǎn) | 360°連續(xù)旋轉(zhuǎn) |
| 垂直旋轉(zhuǎn) | -90°～90°旋轉(zhuǎn) | |
| 主控系統(tǒng) | 掃描時(shí)間 | 4min內(nèi)完成145個(gè)點(diǎn)測量 |
| 測量內(nèi)容 | 亮度、照度、天空半球圖片 | |
| 自動測量 | 定時(shí)自動測量，下雨天自動停止測量 | |
| 定位授時(shí) | GPS/BD模塊定位授時(shí) | |
| 存儲 | 本地存儲 | 長存儲1個(gè)月數(shù)據(jù) |
| 網(wǎng)絡(luò)云存儲 | 使用4G或5G傳輸云服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)不間斷存儲 |
軟件界面：
應(yīng)用領(lǐng)域：
1、大氣環(huán)境監(jiān)測，衛(wèi)星校正；
2、陽光資源、建筑采光照明設(shè)計(jì)等提供技術(shù)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)依據(jù)；
3、植被光合作用有效光輻射測試，用來評價(jià)植物光源的光譜性能。
1、大氣環(huán)境監(jiān)測，衛(wèi)星校正；
2、陽光資源、建筑采光照明設(shè)計(jì)等提供技術(shù)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)依據(jù)；
3、植被光合作用有效光輻射測試，用來評價(jià)植物光源的光譜性能。