天空偏振信息互補測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種天空偏振信息檢測裝置的改進(jìn)，具體地說是一種天空偏振信息互補測量裝置。適用于大氣中自然光的偏振光檢測。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽光在通過大氣層時，受到散射作用產(chǎn)生不同形式的偏振光。天空在一天的某一時刻、某一位置，天空具有相對穩(wěn)定的偏振，有著豐富的偏振特征信息。天空偏振信息主要指天空偏振光強度和偏振方位角。研宄人員從螞蟻、蜜蜂等動物利用偏振光定向的現(xiàn)象中得到啟發(fā)，對天空偏振信息進(jìn)行了廣泛的研宄。研宄表明，通過高精度的檢測偏振優(yōu)勢方向可以獲得大氣偏振圖景，大氣偏振圖景對于導(dǎo)航定位具有重要意義，目前已成功用于仿生機器人導(dǎo)航系統(tǒng)、車的導(dǎo)航運行系統(tǒng)、地物遙感系統(tǒng)、天文學(xué)、醫(yī)學(xué)和軍事等領(lǐng)域。
[0003]通過檢索可知，目前關(guān)于光的偏振檢測裝置有多種報道，但大多是對發(fā)射光的偏振光進(jìn)行檢測，如中國專利CN103644971A公開了 “一種高性能的偏振度測試儀校準(zhǔn)裝置及校準(zhǔn)方法”，包括窄線寬激光器、偏振控制器、偏振分束器、偏振合束器、探測器、數(shù)據(jù)處理器，采用的是發(fā)射光，因為發(fā)射光是直線光，偏振度為零，所以要采用偏振分束器；再如中國專利CN104296875A公開了 “一種光束偏振度測量裝置和方法”，包括激光器光源、光學(xué)元件、強度探測儀、數(shù)據(jù)處理器，激光器光源偏振度為零，通過光學(xué)元件的角度調(diào)節(jié)實現(xiàn)偏振，再分別通過強度探測儀計量，通過數(shù)據(jù)處理器處理檢測數(shù)據(jù)。關(guān)于太陽光的偏振檢測也有少量報道，如中國專利200610040647.4公開了“大氣偏振模式檢測裝置及其檢測方法”，包括光偏振信息采集器、單片機采集控制系統(tǒng)、運動旋轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)、一、二維和三、四旋轉(zhuǎn)控制平臺、圖像采集及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，主要用于仿生機器人。但以上這些研宄其精度都不很高，累計誤差大，不適用于在線連續(xù)自動測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種通過偏振光對稱互補，對天空偏振光強度和偏振方位角的測量，能有效克服累積誤差大、提高天空偏振信息測量精度、適用于在線連續(xù)自動測量的天空偏振信息互補測量裝置。
[0005]為了達(dá)到以上目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:該天空偏振信息互補測量裝置，包括底座、支撐柱和仰角調(diào)節(jié)塊，支撐柱垂直固定在底座的上部，仰角調(diào)節(jié)塊通過調(diào)節(jié)螺栓安裝在支撐柱的上端，其特征在于:所述的仰角調(diào)節(jié)塊的左、右側(cè)壁均安裝上光道筒，在左、右光道筒的前部均設(shè)有與光道筒轉(zhuǎn)動連接、且直徑相同的偏振器，在偏振器外壁上均套設(shè)精密齒圈，左、右偏振器上的精密齒圈之間留有2 — 5mm的距離；所述的左、右光道筒的后端均安裝有光強傳感器，在左、右光道筒的前部之間設(shè)有微型調(diào)向電機，微型調(diào)向電機的軸端部設(shè)有角度傳感器；所述的微型調(diào)向電機的軸中部固定設(shè)有精密調(diào)向齒輪，精密調(diào)向齒輪與左、右偏振器上的精密齒圈對應(yīng)嚙合；所述的左、右光強傳感器分別通過傳輸線與同一個控制器連接。
[0006]本實用新型還通過如下措施實施:所述的偏振器，由筒外殼、偏振片和偏振片固定壓圈構(gòu)成，偏振片為圓形薄片，裝入筒外殼內(nèi)，當(dāng)偏振片轉(zhuǎn)動時，光線即發(fā)生變化，此為現(xiàn)有技術(shù)。
[0007]所述的光強傳感器采用S1087硅光電二極管和精密對數(shù)運算放大器L0G104，通過S1087硅光電二極管將光強信號轉(zhuǎn)換為電流信號，再通過精密對數(shù)運算放大器L0G104轉(zhuǎn)換成電壓信號，傳輸給控制器。
[0008]所述的控制器采用STC12C5A60S2單片機，利用斯托克矢量原理和公式的編寫軟件對每次接收到的測量信息進(jìn)行處理，從而得到所處位置的大氣偏振光信息。
[0009]所述的角度傳感器采用BL28型角度傳感器。
[0010]所述的左、右光道筒的端部通過扎帶固定為一體。
[0011]本實用新型的有益效果在于:該天空偏振信息互補測量裝置，由于采用了平行且距離很近的兩個光道，所以具有互補效果，通過轉(zhuǎn)動方向相反，縮小了取樣誤差；而且結(jié)構(gòu)簡單、容易操作、能有效克服累積誤差大、提高天空偏振信息測量精度。
【附圖說明】
[0012]圖1為實用新型的結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
[0013]圖2為實用新型的結(jié)構(gòu)左視示意圖。
[0014]圖3為實用新型的結(jié)構(gòu)偏振器軸向剖視放大示意圖。
[0015]圖4為發(fā)明的結(jié)構(gòu)偏振器、精密齒圈、精密調(diào)向齒輪、角度傳感器傳動裝配示意圖。
[0016]圖中:1、底座；2、支撐柱；3、仰角調(diào)節(jié)塊；4、調(diào)節(jié)螺栓；5、光道筒；6、偏振器；61、筒外殼；62、偏振片；63、偏振片固定壓圈；7、精密齒圈；8、光強傳感器；9、微型調(diào)向電機；10、角度傳感器；11、精密調(diào)向齒輪；12、傳輸線；13、控制器；14、扎帶。
【具體實施方式】
[0017]參照圖1、圖2、圖3、圖4制作本實用新型。該天空偏振信息互補測量裝置，包括底座1、支撐柱2和仰角調(diào)節(jié)塊3，支撐柱2垂直固定在底座I的上部，仰角調(diào)節(jié)塊3通過調(diào)節(jié)螺栓4安裝在支撐柱2的上端，其特征在于:所述的仰角調(diào)節(jié)塊3的左、右側(cè)壁均安裝上光道筒5，在左、右光道筒5的前部均設(shè)有與光道筒5轉(zhuǎn)動連接、且直徑相同的偏振器6，在偏振器6外壁上均套設(shè)精密齒圈7，左、右偏振器6上的精密齒圈7之間留有2 — 5mm的距離，從而不僅使左、右光道筒5之間的距離最小，而且左、右精密齒圈7不嚙合，實現(xiàn)兩路偏振光距離最近，則認(rèn)定兩路接受的外界光線強度相同，其產(chǎn)生的誤差方向相逆，通過左、右光道筒5的內(nèi)腔作為兩道偏振光的傳遞通道，同時通過光道筒5用于隔絕外界光線的影響；所述的左、右光道筒5的后端均安裝有光強傳感器8，在左、右光道筒5的前部之間設(shè)有微型調(diào)向電機9，微型調(diào)向電機9的軸端部設(shè)有角度傳感器10，通過角度傳感器10測量微型調(diào)向電機9的旋轉(zhuǎn)角度值，并把測量的信息轉(zhuǎn)化為電壓信號傳遞給控制器13，從而控制微型調(diào)向電機9，確定微型調(diào)向電機9的轉(zhuǎn)動位置，判定偏振器6的偏振片位置和旋轉(zhuǎn)方向；所述的微型調(diào)向電機9的軸中部固定設(shè)有精密調(diào)向齒輪11，精密調(diào)向齒輪11與左、右偏振器6上的精密齒圈7對應(yīng)嚙合，實現(xiàn)左、右光道筒5前部的偏振器6的轉(zhuǎn)動方向相反；通過微型調(diào)向電機9的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)偏振方向與光道方向角度的調(diào)整，同時調(diào)整左、右光道筒5內(nèi)的光路偏振方向；所述的左、右光強傳感器8分別通過傳輸線12與同一個控制器13連接。
[0018]作為本實用新型的改進(jìn):所述的偏振器6，由筒外殼61、偏振片62和偏振片固定壓圈63構(gòu)成，偏振片62為圓形薄片，裝入筒外殼61內(nèi)，此為現(xiàn)有技術(shù)。
[0019]所述的光強傳感器8采用S1087硅光電二極管和精密對數(shù)運算放大器L0G104，通過S1087硅光電二極管將光強信號轉(zhuǎn)換為電流信號，再通過精密對數(shù)運算放大器L0G104轉(zhuǎn)換成電壓信號，傳輸給控制器13。
[0020]所述的控制器13采用STC12C5A60S2單片機，利用斯托克矢量原理和公式的編寫軟件對每次接收到的測量信息進(jìn)行處理，從而得到所處位置的大氣偏振光信息。
[0021]所述的角度傳感器10采用BL28型角度傳感器。
[0022]所述的左、右光道筒5的端部通過扎帶14固定為一體。
【主權(quán)項】
1.天空偏振信息互補測量裝置，包括底座(1)、支撐柱(2)和仰角調(diào)節(jié)塊(3)，支撐柱(2)垂直固定在底座(I)的上部，仰角調(diào)節(jié)塊(3)通過調(diào)節(jié)螺栓(4)安裝在支撐柱(2)的上端，其特征在于:所述的仰角調(diào)節(jié)塊(3)的左、右側(cè)壁均安裝上光道筒(5)，在左、右光道筒(5 )的前部均設(shè)有與光道筒(5 )轉(zhuǎn)動連接、且直徑相同的偏振器(6 )，在偏振器(6 )外壁上均套設(shè)精密齒圈(7)，左、右偏振器(6)上的精密齒圈(7)之間留有2 — 5mm的距離；所述的左、右光道筒(5)的后端均安裝有光強傳感器(8)，在左、右光道筒(5)的前部之間設(shè)有微型調(diào)向電機(9)，微型調(diào)向電機(9)的軸端部設(shè)有角度傳感器(10);所述的微型調(diào)向電機(9)的軸中部固定設(shè)有精密調(diào)向齒輪(11)，精密調(diào)向齒輪(11)與左、右偏振器(6)上的精密齒圈(7)對應(yīng)嚙合；所述的左、右光強傳感器(8)分別通過傳輸線(12)與同一個控制器(13)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天空偏振信息互補測量裝置，其特征在于:所述的光強傳感器(8)采用S1087硅光電二極管和精密對數(shù)運算放大器L0G104，通過S1087硅光電二極管將光強信號轉(zhuǎn)換為電流信號，再通過精密對數(shù)運算放大器L0G104轉(zhuǎn)換成電壓信號，傳輸給控制器(13)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天空偏振信息互補測量裝置，其特征在于:所述的控制器(13)采用 STC12C5A60S2 單片機。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天空偏振信息互補測量裝置，其特征在于:所述的角度傳感器(10)采用BL28型角度傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天空偏振信息互補測量裝置，其特征在于:所述的左、右光道筒(5)的端部通過扎帶(14)固定為一體。
【專利摘要】本實用新型公開了天空偏振信息互補測量裝置，包括底座、支撐柱和仰角調(diào)節(jié)塊，仰角調(diào)節(jié)塊通過調(diào)節(jié)螺栓安裝在支撐柱的上端，其特征在于：所述的仰角調(diào)節(jié)塊的左、右側(cè)壁均安裝上光道筒，在光道筒的前部均設(shè)有與光道筒轉(zhuǎn)動連接的偏振器，在偏振器外壁上均套設(shè)精密齒圈；所述的左、右光道筒的后端均安裝有光強傳感器，在左、右光道筒的前部之間設(shè)有微型調(diào)向電機，微型調(diào)向電機的軸端部設(shè)有角度傳感器；所述的微型調(diào)向電機的軸中部固定設(shè)有精密調(diào)向齒輪，精密調(diào)向齒輪與左、右偏振器上的精密齒圈對應(yīng)嚙合。該天空偏振信息互補測量裝置，由于采用了兩個光道，所以具有互補效果，通過轉(zhuǎn)動方向相反，縮小了取樣誤差、提高了天空偏振信息測量精度。
【IPC分類】G01J4/00
【公開號】CN204666254
【申請?zhí)枴緾N201520319436
【發(fā)明人】高遲, 陳阿蓮, 盧世坤, 韓照波
【申請人】高遲
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月18日