CN109580623B - 机械式气象能见度测量仪 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种机械式气象能见度测量仪，包括内表面制成光滑镜面的镜筒；所述镜筒的一端为敞开端，另一端设封有一块光学扩散板；所述敞开端设有一个旋转件，该旋转件可绕与所述镜筒的轴线正交的转轴旋转，且该旋转件上设有一个直线光束发射器；该直线光束发射器可产生沿所述旋转件径向方向的直线光束；所述敞开端还固定有一个与旋转件同轴的刻度盘，所述旋转件上设有与该刻度盘相匹配的刻度指针。该测量仪结构简单，成本较低，并且便于携带和操作，还具有良好的准确度。

Description

机械式气象能见度测量仪
技术领域
本发明涉及气象仪器领域，特别地，是涉及一种能见度测量仪。
背景技术
在气象观测领域，能见度测量是一项基本测试，为了获取气象能见度数据，目前采用的设备主要采用透射仪、散射仪两种设备，均为电子光学仪器。该种仪器的主要原理是，通过发射器向待测区域的空气中投射光照，该光照在空气中透射或反射后，再被接收器捕捉，根据光照的衰减程度，然后通过固定公式，推算出空气能见度。然而该种设备成本较高，并且不易携带；并且，一方面由于采用的电子传感器件较多，因器件老化，容易产生较大误差；另一方面，由于实际空气状况十分复杂，仅通过光照在一小段空气中的衰减状况，来推算能见度，同时存在有采样误差和公式误差，必然导致计算结果存在较大的误差。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种机械式气象能见度测量仪，该测量仪结构简单，成本较低，并且便于携带和操作，还具有良好的准确度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该机械式气象能见度测量仪包括内表面制成光滑镜面的镜筒；所述镜筒的一端为敞开端，另一端设封有一块光学扩散板；所述敞开端设有一个旋转件，该旋转件可绕与所述镜筒的轴线正交的转轴旋转，且该旋转件上设有一个直线光束发射器；该直线光束发射器可产生沿所述旋转件径向方向的直线光束；所述敞开端还固定有一个与旋转件同轴的刻度盘，所述旋转件上设有与该刻度盘相匹配的刻度指针。
作为优选，所述镜筒的横截面为矩形，记镜筒的长度为L，镜筒内对于所述直线光束发射器所产生的直线光束的两个正对的反射面之间的距离为H；所述刻度盘上刻度值按如下规定制作：所述直线光束发射器产生的直线光束在所述镜筒的反射面上的反射角为θ，则所述刻度指针所对应的刻度值为L/（tanθ*cosθ），所述直线光束不与所述镜筒的反射面相交，则所述刻度指针在刻度盘上所对应的位置无刻度值，以表示无效位置。
本发明的有益效果在于：该机械式气象能见度测量仪在测量能见度时，首先转动所述旋转件，使旋转件上的直线光束发射器所产生的直线光束可以明显照亮所述光学扩散板，然后缓慢转动该旋转件，使所述光学扩散板的亮度逐渐暗淡，直至难以辨认其是否被照亮的程度，此时，根据所述刻度指针所指示的刻度值，即可获知能见度数据。
附图说明
图1是本机械式气象能见度测量仪的一个实施例在状态1下的示意图。
图2是图1实施例在状态2下的示意图。
图3是图1实施例的原理示意图。
具体实施方式
在图1、图2所示的实施例中，该机械式气象能见度测量仪包括内表面制成光滑镜面的镜筒1；所述镜筒1的一端为敞开端，另一端设封有一块光学扩散板2；所述敞开端设有一个旋转件3，该旋转件3可绕与所述镜筒1的轴线正交的转轴旋转，且该旋转件3上设有一个直线光束发射器4；该直线光束发射器4可产生沿所述旋转件3径向方向的直线光束；如，俗称的激光手电，由发光二极管，及其前方的聚光镜组构成。
上述的测量仪，所述敞开端还固定有一个与旋转件3同轴的刻度盘5，所述旋转件3上设有与该刻度盘5相匹配的刻度指针31。
本实施例中，所述镜筒1的横截面为矩形，其测量原理如图3所示，记镜筒的长度为L，镜筒1内对于所述直线光束发射器所产生的直线光束的两个正对的反射面之间的距离为H；所述刻度盘5上的刻度值按如下规定制作：所述直线光束发射器产生的直线光束（如图3中虚线所示）在所述镜筒的反射面上的反射角为θ，则所述刻度指针所对应的刻度值为L/（tanθ*cosθ）。公式说明如下：图3中，X=H*tanθ，Y=H/cosθ，而镜筒1中，大约可以容纳N段X，N≈L/X，并且大约包含N段Y，由此，所述直线光束在镜筒1内的反射总路径大约为HL/X cosθ=L/（tanθ*cosθ）。这里，所得的光程误差最多也就相差1个L，由于镜筒1的体积较小，因此对于能见度的测量，误差值完全可以忽略不计。
对于所述直线光束不与所述镜筒1的反射面相交的情况下，所述刻度指针31在刻度盘5上所指示位置，不设置刻度值，以表示无效位置。
图1、图2所示为该测量仪在状态1、状态2下的示意图，假设在该两种状态下，虚线所示的光线恰好射到光学扩散板2后，暗淡至难以辨认，那么，图1所对应的环境中，空气能见度较低，而图2所对应的环境中，空气能见度较高。
上述机械式气象能见度测量仪在测量能见度时，首先转动所述旋转件3，使旋转件3上的直线光束发射器4所产生的直线光束可以明显照亮所述光学扩散板2，然后缓慢转动该旋转件3，使所述光学扩散板2的亮度逐渐暗淡，直至难以辨认其是否被照亮的程度，此时，说明由直线光束发射器4发出的光线，在镜筒1内经过足够长的距离，已被镜筒内的空气耗散至基本无法看清了，这时，根据所述刻度指针所指示的刻度值，即可获知该足够长的距离数值，即能见度数值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种机械式气象能见度测量仪，其特征在于：包括内表面制成光滑镜面的镜筒（1）；所述镜筒（1）的一端为敞开端，另一端设封有一块光学扩散板（2）；所述敞开端设有一个旋转件（3），该旋转件（3）可绕与所述镜筒的轴线正交的转轴旋转，且该旋转件（3）上设有一个直线光束发射器（4）；该直线光束发射器（4）可产生沿所述旋转件（3）径向方向的直线光束；所述敞开端还固定有一个与旋转件同轴的刻度盘（5），所述旋转件（3）上设有与该刻度盘（5）相匹配的刻度指针（31）；所述机械式气象能见度测量仪在测量能见度时，首先转动所述旋转件（3），使旋转件（3）上的直线光束发射器（4）所产生的直线光束可以明显照亮所述光学扩散板（2），然后缓慢转动该旋转件（3），使所述光学扩散板（2）的亮度逐渐暗淡，直至难以辨认光学扩散板是否被照亮；此时所述刻度指针所指示的刻度值即为能见度数值。
2.根据权利要求1所述的机械式气象能见度测量仪，其特征在于：所述镜筒（1）的横截面为矩形，记镜筒的长度为L，镜筒内对于所述直线光束发射器所产生的直线光束的两个正对的反射面之间的距离为H；所述刻度盘（5）上刻度值按如下规定制作：所述直线光束发射器（4）产生的直线光束在所述镜筒（1）的反射面上的反射角为θ，则所述刻度指针（31）所对应的刻度值为L/（tanθ*cosθ），所述直线光束不与所述镜筒的反射面相交，则所述刻度指针（31）在刻度盘（5）上所对应的位置无刻度值，以表示无效位置。
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