[发明专利]光谱测量观测智能支架

说明书

技术领域

本发明属于海洋工程技术领域，涉及一种海面光谱测量的光谱测量仪的光纤探头支架。

背景技术

光谱测量仪是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器，由棱镜或衍射光栅等构成，利用光谱测量仪可测量物体表面反射的光线，从而测知物品中含有何种元素。这种技术被广泛地应用于空气污染、水污染、食品卫生、金属工业等的检测中。

水体光谱特性的精确测量是水色遥感的基础。目前较为有效的方法是水面之上测量法。水面之上测量法是采用便携式光谱测量仪，如USB4000光谱测量仪可以响应从200到1100nm的光谱范围，通过配合海洋光学生产的各种光学平台组件、光源和采样光纤，可以为上千种吸收、反射和发射测量应用搭建各具特色的系统。在经过严格的定标前提下，通过合理安排观测几何和设置测量积分时间，对水面反射辐亮度、天空光辐亮度、标准板反射辐亮度和／或下行辐照度进行测量。

目前，水面之上光谱测量方法在测量光谱时，所采用的观测支架大多只是一根水平杆，其一端安装光谱测量仪光纤探头，无法达到快速、精确地实现上述观测几何的要求。专利《一种水面上光谱测量的多角度观测支架201210394376.6》，避免了观测平台自身阴影与反射对水面光场的影响。但是支架不能自动调节角度，避免海浪对测量的影响。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种海面上光谱测量的光谱测量观测智能支架，该观测支架结构简单、使用方便。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

光谱测量观测智能支架，包括转动支架、水平支架、固定支架三个支架。转动支架、水平支架和步进电机构成转动联接，水平支架、固定支架和舵机三者构成转动联接，摄像头安装在摄像头支架上，摄像头支架固定在固定支架上，光纤探头被弹性夹子固定在转动支架、水平支架和固定支架三个支架上，与光谱测量仪联接；北斗芯片与控制器联接，倾角传感器固定在转动支架上，采集光纤探头与水平面的夹角，夹角偏离设定值时，控制器控制步进电机转动将光纤探头调整为设定值并保持，摄像头支架上的小孔投射太阳光斑到刻有方格坐标的水平支架上，摄像头将太阳光斑图像采集到控制器，控制器根据支架几何尺寸和北斗芯片采集的日期、时间、经纬度计算光斑目标位置，控制舵机调整水平支架到目标位置并保持。

光谱测量仪采集光谱数据时刻，控制器记录光斑投射实际位置与目标位置的偏差值，同时控制器记录光纤探头与水平面的夹角的测量值，为后期数据处理提供了减小光谱测量仪测量误差的数据。

控制器设定为水面反射测量完成后，转动支架自动改变角度进行天空散射测量，水面反射测量和天空散射测量之间的转换时间缩短，减少水面反射测量和天空散射测量时间之间的间隔。

本发明有益效果如下：

光谱测量仪采集光谱数据时刻，北斗芯片采集的日期、时间、经纬度，光谱数据对应精确的采集点的日期、时间、经纬度；控制器控制光纤探头与水平面的夹角，夹角偏离设定值时，控制器控制步进电机转动将光纤探头调整为设定值并保持；控制器控制舵机调整水平支架到目标位置并保持，提高光谱测量仪采集光谱数据的精度；光谱测量仪采集光谱数据时刻，控制器记录光斑投射实际位置与目标位置的偏差值，同时，控制器记录光纤探头与水平面的夹角的测量值，为后期数据处理提供了减小光谱测量仪测量误差的数据；以实现在水面反射测量和天空散射测量之间的快速转换，减少时间间隔。

附图说明：

图1是光谱测量观测智能支架测量海面反射时的结构示意图；

图2是光谱测量观测智能支架测量天空散射时的结构示意图；

图3是水平支架俯视图

图中，1光纤探头，2弹性夹子，3转动支架，4倾角传感器，5步进电机，6摄像头，7摄像头支架，8太阳光斑，9舵机，10水平支架，11固定支架，12弹性夹子，13弹性夹子，14光谱测量仪，15控制器，16北斗芯片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：