太陽(yáng)在人類生活中發(fā)揮著重要的作用,其輻射出的太陽(yáng)光譜到達(dá)地面的過(guò)程中,會(huì)被大氣成分吸收。因此可以利用地基設(shè)備通過(guò)遙測(cè)太陽(yáng)光譜來(lái)反演大氣層中污染氣體的含量,這也是目前大氣科學(xué)研究熱點(diǎn)之一。其中用來(lái)測(cè)量太陽(yáng)光譜的太陽(yáng)掩星傅里葉紅外光譜技術(shù)(SOF-FTIR),具有便捷、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)等特點(diǎn),可對(duì)區(qū)域性的污染氣體進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并評(píng)估其排放情況。本文基于SOF-FTIR的技術(shù)原理,設(shè)計(jì)了一種太陽(yáng)光譜地基遙測(cè)系統(tǒng)的光學(xué)部分,系統(tǒng)的工作波段為600-5000cm-1的中紅外區(qū),這一波段包含了絕大多數(shù)的大氣污染物特征光譜。針對(duì)目前基于SOF-FTIR技術(shù)的系統(tǒng)中的太陽(yáng)跟蹤結(jié)構(gòu),存在入射光通量隨太陽(yáng)高度角變化而不穩(wěn)定、跟蹤角度范圍受限等問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一套新型的太陽(yáng)高速掃描跟蹤機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)基于正交反射鏡和利用小孔成像原理,采用光電式跟蹤方法實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)跟蹤。在控制方法建模階段,分析了跟蹤時(shí)二維位置探測(cè)器PSD(position sensitive detector)上光斑移動(dòng)規(guī)律,并建立了軌跡變化的理論公式,為PSD測(cè)量跟蹤控制算法提供了關(guān)鍵模型。根據(jù)設(shè)計(jì)的跟蹤光路開發(fā)了移動(dòng)式太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤裝置,使其準(zhǔn)確的接收并傳輸...

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 太陽(yáng)光譜的應(yīng)用
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 論文主要內(nèi)容
第2章 太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)的光路設(shè)計(jì)
    2.1 太陽(yáng)跟蹤器研究
        2.1.1 視日軌跡跟蹤
        2.1.2 光電式跟蹤
    2.2 太陽(yáng)跟蹤器設(shè)計(jì)
        2.2.1 太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)光路設(shè)計(jì)
        2.2.2 PSD位置探測(cè)器選型
    2.3 太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)光機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.4 太陽(yáng)光斑移動(dòng)軌跡
        2.4.1 45°掃描反射鏡
        2.4.2 PSD探測(cè)器上的光斑移動(dòng)軌跡
    2.5 本章小結(jié)
第3章 地基遙測(cè)系統(tǒng)的光路設(shè)計(jì)
    3.1 傅里葉變換紅外光譜原理
        3.1.1 邁克爾遜干涉儀
        3.1.2 干涉圖與光譜圖
        3.1.3 分辨率
        3.1.4 信噪比
    3.2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)
    3.3 光學(xué)元件
        3.3.1 紅外光源
        3.3.2 紅外探測(cè)器
        3.3.3 分束器
        3.3.4 反射鏡
    3.4 準(zhǔn)直光學(xué)結(jié)構(gòu)
    3.5 太陽(yáng)光譜遙測(cè)系統(tǒng)總體光路
    3.6 本章小結(jié)
第4章 太陽(yáng)光譜地基遙測(cè)光學(xué)系統(tǒng)仿真
    4.1 光學(xué)軟件ZEMAX
    4.2 準(zhǔn)直光束發(fā)散角仿真
    4.3 干涉條紋
    4.4 拋物面鏡焦距對(duì)干涉條紋的影響
    4.5 太陽(yáng)光譜遙測(cè)系統(tǒng)光路仿真
    4.6 本章小結(jié)
第5章 太陽(yáng)光譜初步觀測(cè)
    5.1 搭建實(shí)驗(yàn)裝置
    5.2 光譜實(shí)驗(yàn)分析
    5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號(hào)：3798669