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SP400光譜天空亮度測量系統
閱讀：1133 發布時間：2020-5-21
SP400光譜天空亮度測量系統是對天空亮度分布進行實時監控測量的設備，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、不同時間的輻射亮度，為天氣、陽光資源、建筑采光照明設計等提供技術數據和設計依據，或者用來推算大氣氣溶膠、水汽、臭氧等成分的特性，用于大氣環境監測，衛星校正等應用。.jpg)
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根據需要，測量系統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置光譜分光系統和光學系統采集天空光譜曲線，定標后可計算出光譜輻射亮度和光亮度；照度測量探頭通過內置光譜分光系統和光學系統采集天空光譜曲線，定標后可計算出光譜輻照度和光照度。
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圖2 SP400測量系統
基于CIE108-1994建議，天空半球共劃分145個測量單元，精密轉臺控制轉臺水平軸與俯仰軸旋轉至天空半球對應單元所在角度從而對天空半球單元進行相關數據測量，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
輔助系統中的魚眼相機用于拍攝天空圖像作為數據參考依據，降水傳感器用于判斷檢測降水天氣時是否進行測量，GPS用于系統定位授時。
主控系統用于數據采集控制并進行數據傳輸。預留用戶通信接口，例如RS485或RS232，可通過該接口連接用戶氣象站，對氣象站數據進行一起打包傳輸至云服務器。
主要功能特點：
軟件界面：.png)
SP400主要由測量系統、控制系統、輔助系統組成，如圖1所示。
圖1 SP400光譜天空亮度測量系統
根據需要，測量系統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置光譜分光系統和光學系統采集天空光譜曲線，定標后可計算出光譜輻射亮度和光亮度；照度測量探頭通過內置光譜分光系統和光學系統采集天空光譜曲線，定標后可計算出光譜輻照度和光照度。
圖2 SP400測量系統基于CIE108-1994建議，天空半球共劃分145個測量單元，精密轉臺控制轉臺水平軸與俯仰軸旋轉至天空半球對應單元所在角度從而對天空半球單元進行相關數據測量，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
輔助系統中的魚眼相機用于拍攝天空圖像作為數據參考依據，降水傳感器用于判斷檢測降水天氣時是否進行測量，GPS用于系統定位授時。
主控系統用于數據采集控制并進行數據傳輸。預留用戶通信接口，例如RS485或RS232，可通過該接口連接用戶氣象站，對氣象站數據進行一起打包傳輸至云服務器。
主要功能特點：
- 戶外全自動測量，配置完成后無需人工干預；
- 光譜分光測量，測量精度高，測量亮度動態范圍寬；
- 上電測量前進行轉臺自檢、亮度自檢等；
- 根據預設參數自動按時完成天空半球各測量單元的亮度測量存儲；
- 對天空半球進行拍照存儲；
- 降水時可選擇自動停止測量；
- 通過4G或5G網絡進行遠程數據傳輸至云服務器，可從云服務器下載測量數據；
- 網絡不通時進行本地存儲，恢復網絡后自動上傳；
- 提供相應軟件對測量數據進行查看，分析，數據導出等；
- 旋轉臺預留多個接口，可以搭載其它探頭，共用一個平臺采存數據，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 | 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 | 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 | |
| 轉臺 | 水平旋轉 | 360°連續旋轉 |
| 垂直旋轉 | -90°～90°旋轉 | |
| 主控系統 | 掃描時間 | 4min內完成145個點測量 |
| 測量內容 | 亮度、照度、天空半球圖片 | |
| 自動測量 | 定時自動測量，下雨天自動停止測量 | |
| 定位授時 | GPS/BD模塊定位授時 | |
| 存儲 | 本地存儲 | 長存儲1個月數據 |
| 網絡云存儲 | 使用4G或5G傳輸云服務器，實現不間斷存儲 |
軟件界面：
應用領域：
1、大氣環境監測，衛星校正；
2、陽光資源、建筑采光照明設計等提供技術數據和設計依據；
3、植被光合作用有效光輻射測試，用來評價植物光源的光譜性能。
1、大氣環境監測，衛星校正；
2、陽光資源、建筑采光照明設計等提供技術數據和設計依據；
3、植被光合作用有效光輻射測試，用來評價植物光源的光譜性能。