所处阶段：小试 

　　成果来源：安徽光学精密机械研究所 

　　必要性及需求分析: 

　　大气气溶胶在大气辐射和气候变化中具有重要的作用，它是光学工程应用中必须考虑的因素，如可见光和红外天文观测中，大气气溶胶影响大气透过率和大气背景辐射，降低了目标的对比度，对目标的定量测量精度也有重要的影响。由于大气气溶胶复杂的时空变化，要了解二者的区域光学特征就需要长期连续的观测。在典型地区进行气溶胶光学性质的长期观测对辐射传输、气候变化、大气环境和光学工程的应用等方面都有重要的意义。气溶胶光学厚度是表征大气气溶胶光学特性的最基本参量，是评价大气环境污染，研究气溶胶辐射气候效应的一个关键因子和辐射传输计算中的一个重要参量。　 

　　安徽光机所研制了0.4~1.1mm 8波段DTF型太阳辐射计和0.8~2.4mm 8波段ISP型太阳辐射计系列产品，并拟实现产业放大和产品推广。该型太阳辐射计多通道测量，多参数输出，通道选取波段范围宽，支持自定义通道和通道扩展，防尘防雨设计，野外全天候无人职守全自动测量，可在线定标，直接输出大气透过率、气溶胶光学厚度和水汽总量并进行实时显示，相对于目前的市售太阳辐射计有着明显的优势。项目将面向全国提供太阳辐射计技术群进行大规模产业化推广的成熟技术，在太阳辐射计产业领域提升我国民族工业的水平，促进产品更新换代，减少进口依赖或增加产品出口品种，最终可为形成有我国特色自主知识产权的产品技术群（发明专利和标准群）起到积极的推动作用，具有重要现实意义。 

　　目标及主要任务: 

　　（1）目标 

　　 以已完成的0.4~1.1mm 8波段DTF型太阳辐射计和0.8~2.4mm 8波段ISP型太阳辐射计制备技术为基础，研发和生产0.5~1.7mm 9波段VISP型太阳辐射计，该型太阳辐射计采用单筒测量技术即可实现可见到近红外大气透过率、气溶胶光学厚度和水汽总量的测量，可降低设计、加工、制造工艺和调试难度，同时进行DTF型、ISP型和VISP型系列产品生产工艺放大的产业化技术攻关，建立多站点应用示范，为实施该系列产品群的大规模产业化和推广应用奠定基础，并尝试研制1.0~4.5mm 7波段中红外型太阳辐射计，弥补中红外波段太阳辐射计技术透过率测量的空白。 

　　现有工作基础: 

　　目前0.4~1.1mm 8波段DTF型太阳辐射计已实现6台/批量级生产，并已进行大气透过率、气溶胶光学厚度和水汽总量测量的长期应用效果探索（实物图如上图左图所示）；0.8~2.4(m 8波段ISP型太阳辐射计也已研制完成，并已进行初步应用效果探索（实物图如上图右图所示）。具体如下： 

　　开发了原始信号和测量结果（大气透过率、气溶胶光学厚度和水汽总量）随时间实时变化的曲线显示软件（测量控制软件）以及在线实时定标和数据批处理软件，如下图所示。 

　　测量控制软件界面（左）  数据批处理及定标软件（右，测量控制软件子对话框）将太阳辐射计测得的水汽总量分别与微波辐射计和POM02型太阳辐射计进行了对比，误差都在8%以内，如下图所示。 

　　水汽总量与微波辐射计对比与微波辐射计线性关系与POM02对比结果将太阳辐射计测得的可见光波段气溶胶光学厚度和近红外波段的透过率也与POM02型太阳辐射计进行了对比，误差也都在8%以内，如下图所示。 

与POM02气溶胶光学厚度比较      与POM02近红外波段透过率比较 

　　将太阳辐射计应用于我国多个典型地区大气透过率、气溶胶光学厚度和水汽总量测量，得到多个地区各参数逐月统计变化，结果如下图所示。 

各地区逐月平均气溶胶光学厚度比较 

各地区逐月平均？ngstr？m波长指数比较 

 喀什、张北、合肥、丽江水汽月均值变化 喀什、张北、合肥、丽江水汽频率分布 

　　预期经济和社会效益: 

　　新型全自动太阳辐射计防尘防雨，野外无人职守测量，全天候、全自动跟踪太阳，可在线定标，直接输出整层大气透过率、气溶胶光学厚度和水汽总量，并进行网络传输和显示，因此可替代现有太阳辐射计产品应用于科研院所、天文选择观测和气象监控部门，仅气象部门就具有30台/年的市场规模，因此具有广阔的市场前景。仅以年产50台太阳辐射计中试线的生产能力，每台太阳辐射计25-40万元计算，预计仅中试线即可完成年产值1250-2000万，毛利在750-1250万。 

　　实施方式/模式： 

　　本项目拟首先通过政府或相关企业支持或融资，建立一条年产50台的全自动太阳辐射计中试生产线，同时拟与气象局和各天文站台合作，将全自动太阳辐射计用于全国各气象站点和天文站点，建立200个大气透过率、气溶胶光学厚度和水汽总量实时监测示范站点，进行产品的生产、应用示范，并产生一定经济效益。进一步，与现有太阳辐射计生产企业合作通过设备改造或新建设年产太阳辐射计100台规模生产线。希望以技术入股的方式入股生产线建设及产品生产、应用，采取以企业为中心，科研机构参与，利益共享、风险共担的产学研联合的模式，共同促进科技成果的转化与推广。