CN109187437A - 前向散射能见度仪线性度检测装置 - Google Patents

前向散射能见度仪线性度检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种前向散射能见度仪线性度检测装置。装置为分光积分球(5)上连通有串接的入射光导管(3)和光通量调节器(4)，以及光电探测基准部件(6)和出射光导管(7)；其中，光电探测基准部件(6)为串联连接的光电探测器、模数转换器和数据处理器，前向散射能见度仪的光接收器(8)的输出端与模数转换器电连接，用于由数据处理器根据光电探测器的输出IA和光接收器(8)的输出IB得出其比值IA/IB＝k，并根据光通量调节器(4)输出光强的变化获得不同光强下的k值，若k值的变化率≤10％，则判定前向散射能见度仪的输出为线性。它结构简单、实用且检测便捷，极易于广泛地商业化应用于前向散射能见度仪的线性度实时检测。

Description

前向散射能见度仪线性度检测装置
技术领域
本发明涉及一种仪器线性度检测装置，尤其是一种前向散射能见度仪线性度检测装置。
背景技术
能见度是指观测目标物时，能从背景上分辨出目标物轮廓的最大距离；是气象观测项目之一。能见度的大小对轮渡、民航、高速公路等交通运输和电力供应以至于市民的日常生活都有着较大的影响。目前，普遍应用的能见度观测仪器主要有透射式和散射式两种，其中的散射仪主要由控制器和与其电连接的光发射器和光接收器组成；观测时，光发射器发出的光经大气衰减后由光接收器接收，控制器由光发射器和光接收器间的光强差得出大气的能见度。这种散射仪虽以体积小、性价比高而得到了广泛的应用，却也存在着随着仪器使用时间的增加，光发射器和光接收器之间的线性度会出现偏差，而仪器自身又不具有检测线性度超限的功能，从而难以保证其长期测量的精确度之缺陷。尽管也有针对光电探测器线性度测量的研究成果，如题为“基于红外LED的光学探测器非线性系数测量研究”，《光学学报》第35卷第9期第148-152页，2015年9月的文章。该文中叙及的研究基于采用两颗红外发光二极管(LED)，配用数字源表控制LED光源的开关和驱动电流值，通过光束叠加法实现在特定红外波长上光学探测器非线性系数的测量。然此研究既针对的是光电探测器线性度的测量，没有涉及对测量仪器线性度的检测，又因是直接对光源进行控制，而有着对光源和光路的要求较高之不足。
发明内容
本发明要解决的技术问题为克服上述各种技术方案的局限性，提供一种结构简单、实用，可实时检测的前向散射能见度仪线性度检测装置。
为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为，前向散射能见度仪线性度检测装置包括前向散射能见度仪的光接收器，特别是：
所述线性度检测装置为分光积分球上连通有串接的入射光导管和光通量调节器，以及光电探测基准部件和出射光导管；
所述光电探测基准部件为串联连接的光电探测器、模数转换器和数据处理器；
所述光接收器的输出端与模数转换器电连接，用于由数据处理器根据光电探测器的输出IA和光接收器的输出IB得出其比值IA/IB＝k，并根据光通量调节器输出光强的变化获得不同光强下的k值，若k值的变化率≤10％，则判定前向散射能见度仪的输出为线性。
作为前向散射能见度仪线性度检测装置的进一步改进：
优选地，入射光导管的入口置有聚焦透镜。
优选地，分光积分球的内径为50-200mm。
优选地，分光积分球的内壁为表面粗糙的氧化镁，或硫酸钡。
优选地，光通量调节器和出射光导管位于分光积分球上的调节窗口和出射窗口的直径均为5-15mm。
优选地，光电探测基准部件的光电探测器和模数转换器间置有前置放大器。
相对于现有技术的有益效果是：
采用这样的结构后，既由于入射光导管和出射光导管的设置而不仅避免了外界杂散光对线性度检测的干扰，也便于线性度检测装置与前向散射能见度仪的光发射器和光接收器的对接，又因光在分光积分球内形成了均匀分布的光，还由于均匀分布的光分别由光接收器和线性度检定合格的光电探测器同时接收，更因光通量调节器可调整进入分光积分球的光强，从而使装置不仅具有实时检测前向散射能见度仪线性度的功能，还有着结构简单、实用和检测便捷的特点。进而使用户可以自己定期地对前向散射能见度仪的线性度进行检测，初步判断仪器是否正常，极大地保证了能见度测量的精确度，使其极易于广泛地商业化应用于前向散射能见度仪的线性度实时检测。
附图说明
图1是本发明的一种基本结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选方式作进一步详细的描述。
参见图1，前向散射能见度仪线性度检测装置的构成如下：
分光积分球5上连通有串接的聚焦透镜2、入射光导管3和光通量调节器4，以及光电探测基准部件6和出射光导管7；其中，
光电探测基准部件6为串联连接的光电探测器、前置放大器、模数转换器和数据处理器，前向散射能见度仪的光接收器8的输出端与模数转换器电连接。
前述的分光积分球5的内径为100(可为50-200)mm，其内壁为表面粗糙的氧化镁(或硫酸钡)。光通量调节器4和出射光导管7位于分光积分球5上的调节窗口和出射窗口的直径均为10(可为5-15)mm。
检测时，只需将线性度检测装置置于前向散射能见度仪的光发射器1和光接收器8之间，即只需将聚焦透镜2和出射光导管7的出口分别与光发射器1和光接收器8进行光连接即可。检测的具体过程为：光发射器1发射的光通过聚焦透镜2、入射光导管3和光通量调节器4进入分光积分球5，在分光积分球5内形成均匀分布的光；该均匀分布的光分别同时照射至线性度检定合格的光电探测器和经出射光导管7照射至光接收器8，由数据处理器根据光电探测器的输出IA和光接收器8的输出IB得出其比值IA/IB＝k；随着光通量调节器4的调整，进入分光积分球5的光强会发生变化，数据处理器也会获得不同光强下的k值；数据处理器由不同光强下的k值计算出其变化率，若变化率≤10％，则判定前向散射能见度仪的输出为线性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明的前向散射能见度仪线性度检测装置进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种前向散射能见度仪线性度检测装置，包括前向散射能见度仪的光接收器(8)，其特征在于：
所述线性度检测装置为分光积分球(5)上连通有串接的入射光导管(3)和光通量调节器(4)，以及光电探测基准部件(6)和出射光导管(7)；
所述光电探测基准部件(6)为串联连接的光电探测器、模数转换器和数据处理器；
所述光接收器(8)的输出端与模数转换器电连接，用于由数据处理器根据光电探测器的输出IA和光接收器(8)的输出IB得出其比值IA/IB＝k，并根据光通量调节器(4)输出光强的变化获得不同光强下的k值，若k值的变化率≤10％，则判定前向散射能见度仪的输出为线性。
2.根据权利要求1所述的前向散射能见度仪线性度检测装置，其特征是入射光导管(3)的入口置有聚焦透镜(2)。
3.根据权利要求1所述的前向散射能见度仪线性度检测装置，其特征是分光积分球(5)的内径为50-200mm。
4.根据权利要求1所述的前向散射能见度仪线性度检测装置，其特征是分光积分球(5)的内壁为表面粗糙的氧化镁，或硫酸钡。
5.根据权利要求1所述的前向散射能见度仪线性度检测装置，其特征是光通量调节器(4)和出射光导管(7)位于分光积分球(5)上的调节窗口和出射窗口的直径均为5-15mm。
6.根据权利要求1所述的前向散射能见度仪线性度检测装置，其特征是光电探测基准部件(6)的光电探测器和模数转换器间置有前置放大器。
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