为提高光伏照明系统中太阳能电池的光能利用率, 对太阳能电池输出进行最大功率跟踪。设计以最大功率跟踪芯片SM72442为核心的太阳能充电控制电路, 采用光伏全桥驱动芯片SM72295驱动MOS管, 构成同步Buck电路, 实现太阳能输出最大功率跟踪; 利用LED驱动芯片XL6005设计LED驱动电路。测试数据表明, 太阳能光伏电池的充电效率平均达到87.92%, LED驱动电路效率最高为91.6%。系统工作稳定, 能满足特定场合下的照明需求。

为降低背景光噪声对数字摄像法夜间能见度测量的不确定性影响, 对双光源法能见度测量系统进行改进。该系统利用避光筒限制CCD相机视场角, 拍摄2个位于不同距离的LED背光源, 然后对摄取到的图像进行处理得到光源图像的灰度值, 再根据阿拉德定律求得大气消光系数, 计算出大气能见度值。通过在无背景光、有背景光未加避光筒和加避光筒3种条件下的比对实验, 分析光源图像的灰度信息, 并将实验结果进行处理, 得出有避光筒和无避光筒时测得的能见度值与无背景光下测量结果的相关系数分别是0.911 3和0.322 7, 均方根相对偏差分别是6.87% 和23.38%。结果表明: 系统抑制背景光噪声的能力明显增强, 能较准确地测量夜间能见度。

为了研究探测光波长的漂移对能见度测量的影响。从Koschmieder经验公式的定义出发，根据实验测得400 nm~1 100 nm波段的气溶胶透过率，分析研究探测光波长漂移对能见度测量结果的影响。结果表明，能见度测量的相对误差与探测光波长和波长的漂移范围以及气溶胶消光特性有关，能见度测量的相对误差随着探测光的波长漂移范围线性增大，随着波长漂移范围的增大，各个波长的能见度测量相对误差线性增大的速率不同，对于相同的波长漂移范围，使用不同的探测光波长产生的能见度测量相对误差不同。对于某一大气环境，使用特定的波长而且中心波长稳定的光作为探测光可以明显减小由于探测光波长漂移引起的能见度测量相对误差。

提出了一种利用光学衰减片与电机组合, 扩展透射式能见度仪动态范围的方法。通过改变加载到LED光源的调制信号的幅度, 控制LED光源的发射光强; 设计测量系统, 选择固定透过率的衰减片; 设置合理的系统阈值完成数据测量。对测量数据作拟合分析, 结果表明: 采用透过率为60%的中性密度衰减片, 系统动态范围扩展了0.6倍; 透过率为12%时, 系统动态范围扩展了6.9倍。同时, 通过选择不同透过率的中性密度衰减片, 可实现系统动态范围的灵活扩展。

为构造指纹荧光检测中所需的均匀照明紫外光源, 选择紫外LED阵列照明。采用光电探测器检测单颗LED的辐射角分布, 拟合单个LED角分布函数; 用8颗LED均匀置于半径为10 mm的圆环上, 在圆环上方5 mm处的中心轴上放置一个LED; 在给定的观察屏上照度不均匀误差下, 根据斯派罗法则, 确定观测屏与圆环阵列之间的距离, 从而实现LED圆环阵列的照度分布均匀化。也可以给定观测屏到圆环的距离, 确定轴上LED放置点到圆环的距离。实验结果表明, 观测屏到圆环距离为11.0 cm时, 在半径为10.0 mm的圆域内, 照度不均匀相对误差小于1.27%。