CN110398787B - 一种激光云粒子成像仪的校准装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光云粒子成像仪的校准装置，包括电动平移台、电动升降台、多轴位移台、直流电机、玻璃载玻圆盘和校准玻璃珠，电动平移台的台面与电动升降台底面固定连接，电动升降台的台面与多轴位移台的底面固定连接，多轴位移台的台面通过转接板与直流电机固定连接，直流电机转轴与玻璃载玻圆盘固定连接，校准玻璃珠粘接于玻璃载玻圆盘上，电动平移台、电动升降台和直流电机通过电缆与计算机相连。本发明还公开了一种激光云粒子成像仪的校准方法。本发明利用标准尺寸的校准玻璃珠尽可能真实的模拟云粒子，配合多维组合的平移台精密调节可校准激光云粒子成像仪的中值比较电压、成像光学系统的放大倍数，测量多种粒子的真实成像景深。

Description

一种激光云粒子成像仪的校准装置和方法

技术领域

本发明涉及气象机载探测技术领域，具体而言，涉及一种激光云粒子成像仪的校准装置和方法。

背景技术

激光云粒子成像仪可以用于对云滴粒子直接成像，并可测量相应的粒径谱、计算含水量和数浓度等参数，其测量数据对研究云降水物理过程和指导人工影响天气作业具有重要作用。激光云粒子成像仪采用红光半导体激光器为光源，64元一维线性阵列光电探测器接收信号。测量中将激光云粒子成像仪固定于飞机机翼下方，飞机在云中飞行时，云滴粒子相对仪器沿垂直与光路的方向飞行。当探测区域无粒子通过时，光源始终均匀照射在探测器阵列上。当被测粒子通过探测区域时，经由光学系统成像到探测器单元上形成阴影。在任一时刻，被遮挡的探测器单元记录粒子的一个影像切片并被存储，这样当粒子通过采样区时，将会按照时间顺序依次存储各个影像切片，将此影像切片同步组合，便可以得到完整的云粒子二维图像。每个探测器单元有一定的尺度，正比于一定的粒子尺寸，单个粒子所有影像切片组合的最大值即对应粒子的直径。

激光云粒子成像仪需要通过校准的方式调试比较电路的比较电压及成像光学系统的放大倍数，才能保证测量粒子尺寸的准确性，另外还要求其景深区域准确可靠，为确保测量准确，激光云粒子成像仪需要定期进行校准定标。

美国DMT(Droplet Measurement Technology)公司为其CIP(Cloud ImagingProbe)探测仪研制了一套标定系统。该套标定系统由夹具、玻璃盘、电机、手动一维调节装置构成，玻璃盘上刻画有黑色的圆点用来模拟云粒子。使用时将标定系统夹在CIP的两臂上，电机带动玻璃盘旋转，玻璃盘上的黑色圆点切割光束而成像。该套装置的电机的转速固定，且黑色圆点的线速度远小于CIP的实际工作空速，只能小范围手动一维调节，无精确刻度，无法测量各尺寸云粒子的成像景深。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种激光云粒子成像仪的校准装置，可模拟真实云粒子，能够准确测量调校距离，校准激光云粒子成像仪的成像尺寸和成像景深。

本发明提供了一种激光云粒子成像仪的校准装置，包括：

电动平移台，其水平放置且台面与地面平行；

电动升降台，其竖直放置在所述电动平移台上且底面固定在所述电动平移台的台面上；

多轴位移台，其竖直放置在所述电动升降台上且底面固定在所述电动升降台的台面上；

直流电机，其通过转接板固定在所述多轴位移台的台面上；

玻璃载玻圆盘，其通过连接件与所述直流电机的转轴固定连接；

校准玻璃珠，其通过光胶粘接在所述玻璃载玻圆盘上，三个不同尺寸的校准玻璃珠粘接在所述玻璃载玻圆盘的同一面上且各个校准玻璃珠中心距离所述玻璃载玻圆盘中心的距离误差不超过0.5mm，三个所述校准玻璃珠各间隔120°粘接；

其中，所述电动平移台、所述电动升降台和所述直流电机分别通过电缆与计算机相连。

作为本发明进一步的改进，所述电动平移台通过与其对应设置的直流电机驱动控制其台面在X轴方向上往复运动，且移动精度不低于10um。

作为本发明进一步的改进，所述电动升降台通过与其对应设置的直流电机驱动控制其台面在Z轴方向上往复运动，且移动精度不低于10um。

作为本发明进一步的改进，所述多轴位移台包括Y轴方向、旋转方向和俯仰方向上的三个调整螺杆，分别控制所述多轴位移台的台面在Y轴方向上往复运动、在XOY平面内旋转运动和在Z轴方向上俯仰运动，且每个调整螺杆的调整精度为20um。

作为本发明进一步的改进，所述玻璃载玻圆盘采用5mm厚度均匀、表面光洁且光透过率高的光学玻璃圆盘。

作为本发明进一步的改进，所述校准玻璃珠为钠钙玻璃球。

作为本发明进一步的改进，三个校准玻璃珠的直径分别为25um、125um和200um。

本发明还提供了一种激光云粒子成像仪的校准方法，该校准方法包括以下步骤：

步骤1，将激光云粒子成像仪水平放置在支持架上，且确保所述激光云粒子成像仪发射的光束能沿X轴方向保持水平；

步骤2，调整校准装置，将玻璃载玻圆盘移入所述激光云粒子成像仪的光路中，并确保所述玻璃载玻圆盘沿直流电机的转轴旋转时其上所有的校准玻璃珠均能处于所述激光云粒子成像仪发射的光束的中心位置；

步骤3，启动所述激光云粒子成像仪，旋转直流电机使200um校准玻璃珠处于所述激光云粒子成像仪发射的光束的中心位置，调整多轴位移台的Y轴方向上的调整螺杆使200um校准玻璃珠在所述激光云粒子成像仪光路中的位置改变，并穿越整个光束的横截面；

此时，在所述激光云粒子成像仪的监控软件的图像显示区出现蓝色条状图形，并记录蓝色条状图形中出现的白色线条的位置序号，调小所述激光云粒子成像仪相应位置序号对应探测单元的比较电路输出的中值比较电压，直到对应的白色线条全部消失；

步骤4，旋转所述直流电机使200um校准玻璃珠处于所述激光云粒子成像仪发射的光束的中心位置，此时在所述激光云粒子成像仪的监控软件的图像显示区中间位置出现蓝色条状图形，记录该蓝色条状图形的宽度，并与200um校准玻璃珠的直径进行比较：如果蓝色条状图形的宽度大于200um，则将所述激光云粒子成像仪的成像光学系统的放大倍数调小，使蓝色条状图形的宽度等于200um；如果蓝色条状图形的宽度小于200um，则将所述激光云粒子成像仪的成像光学系统的放大倍数调大，使蓝色条状图形的宽度等于200um；

步骤5，旋转所述直流电机使200um校准玻璃珠处于所述激光云粒子成像仪发射的光束的中心位置，驱动电动平移台在X轴方向上往返平移，使所述玻璃载玻圆盘从所述激光云粒子成像仪的激光发射臂一直平移到所述激光云粒子成像仪的激光接收臂；

此时，所述激光云粒子成像仪的监控软件的图像显示区出现蓝色条状图形并保持在图像显示区的中间位置，多次测量蓝色条状图形的宽度，如果发现其宽度偏离200um，则调节所述激光云粒子成像仪的成像光学系统的放大倍数，直至所述玻璃载玻圆盘从所述激光云粒子成像仪的激光发射臂平移到所述激光云粒子成像仪的激光接收臂的过程中蓝色条状图形的宽度不超过200um±25um；

步骤6，旋转所述直流电机使125um校准玻璃珠处于所述激光云粒子成像仪发射的光束的中心位置，驱动所述电动平移台在X轴方向上往返平移，同时测量所述激光云粒子成像仪的监控软件的图像显示区出现的蓝色条状图形的宽度，记录蓝色条状图形的宽度刚好不超过125um±25um时的两个X坐标，这两个X坐标之差就是所述激光云粒子成像仪测量125um云粒子的景深；

步骤7，旋转所述直流电机使25um校准玻璃珠处于所述激光云粒子成像仪发射的光束的中心位置，驱动所述电动平移台在X轴方向上往返平移，同时测量所述激光云粒子成像仪的监控软件的图像显示区出现的蓝色条状图形的宽度，记录蓝色条状图形的宽度刚好不超过50um时的两个X坐标，这两个X坐标之差就是所述激光云粒子成像仪测量25um云粒子的景深；

步骤8，旋转所述直流电机使200um校准玻璃珠处于所述激光云粒子成像仪发射的光束的中心位置，控制所述直流电机的转轴旋转，并控制所述直流电机的转速使200um校准玻璃珠的旋转线速度达到所述激光云粒子成像仪工作时需要达到的最大飞行空速，在所述激光云粒子成像仪的监控软件上设置相应的速度值，如果所述激光云粒子成像仪校准准确，此时所述激光云粒子成像仪的监控软件上的图像显示区将往复出现25um、125um和200um云粒子的图形，在粒子谱显示区将按照一秒一次的频率显示25um、125um和200um云粒子的个数。

作为本发明进一步的改进，步骤2中，在调整校准装置时，包括：

通过与电动平移台对应设置的直流电机驱动控制所述电动平移台的台面在X轴方向上往复运动，进而带动所述玻璃载玻圆盘在X轴方向上运动；

通过与电动升降台对应设置的直流电机驱动控制所述电动升降台的台面在Z轴方向上往复运动，进而带动所述玻璃载玻圆盘在Z轴方向上运动；

通过多轴位移台在Y轴方向、旋转方向和俯仰方向上的三个调整螺杆，分别控制所述多轴位移台的台面在Y轴方向上往复运动、在XOY平面内旋转运动和在Z轴方向上俯仰运动，进而带动所述玻璃载玻圆盘在Y轴方向上运动、在XOY平面内旋转运动和在Z轴方向上俯仰运动；

通过旋转直流电机的转轴，进而带动所述玻璃载玻圆盘沿所述转轴旋转运动。

作为本发明进一步的改进，计算机分别控制电动平移台上对应设置的直流电机、电动升降台上对应设置的直流电机和所述直流电机，且所述计算机上载有所述激光云粒子成像仪的监控软件。

本发明的有益效果为：

1、本发明提供了一种激光云粒子成像仪的校准装置及方法，利用标准尺寸的校准玻璃珠尽可能真实的模拟云粒子，配合多维组合的平移台精密调节可校准激光云粒子成像仪的中值比较电压、成像光学系统的放大倍数，测量多种粒子的真实成像景深。

2、本发明的一种激光云粒子成像仪的校准装置，结构简单，组装容易，该校准装置的校准方法步骤控制精确，容易实现。

3、采用了多维组合的平移台，可以实现玻璃载玻圆盘在多个方向上的精密调节，确保高精度的探测云粒子的成像景深。并使用标准尺寸的校准玻璃珠，相比黑色平面原点，更接近真实云粒子，更有利于激光云粒子成像仪调整探测单元的比较电路输出的中值比较电压，更准确的中值比较电压能够提高激光云粒子成像仪的探测灵敏度。

4、采用本发明的校准装置及校准方法，在粒子谱显示区显示25um、125um、200um粒子的个数误差可以保持在1％以内。

附图说明

图1为本发明实施例所述的一种激光云粒子成像仪的校准装置的结构示意图；

图2为图1中的一种激光云粒子成像仪的校准装置的使用示意图；

图3为本发明实施例所述的激光云粒子成像仪的监控软件界面；

图4为本发明的一种激光云粒子成像仪的校准装置在校准时，激光云粒子成像仪的监控软件的图像显示区中显示的条状图形的示意图；

图5为本发明的一种激光云粒子成像仪的校准装置在校准时，激光云粒子成像仪的监控软件的图像显示区中显示的粒子图像的示意图。

图中，

1、电动平移台；2、电动升降台；3、多轴位移台；4、转接板；5-直流电机；6、玻璃载玻圆盘；7、校准玻璃珠；8、校准装置；9、激光云粒子成像仪；10、支持架。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例1，如图1所示，本发明实施例的一种激光云粒子成像仪的校准装置，包括：电动平移台1、电动升降台2、多轴位移台3、直流电机5、玻璃载玻圆盘6和三个校准玻璃珠7。

电动平移台1水平放置且台面与地面平行。电动升降台2竖直放置在电动平移台1上，且底面固定在电动平移台1的台面上。多轴位移台3竖直放置在电动升降台2上，且底面固定在电动升降台2的台面上。直流电机5通过转接板4固定在多轴位移台3的台面上。玻璃载玻圆盘6通过连接件与直流电机5的转轴固定连接。校准玻璃珠7通过光胶粘接在玻璃载玻圆盘6上，三个不同尺寸的校准玻璃珠7粘接在玻璃载玻圆盘6的同一面上且各个校准玻璃珠7中心距离玻璃载玻圆盘6中心的距离误差不超过0.5mm，确保三个校准玻璃珠7基本位于同一圆心的圆周上，三个校准玻璃珠7各间隔120°粘接，每种尺寸的校准玻璃珠7在玻璃载玻圆盘6仅粘接一个，且需在200倍光学显微镜下粘接，确保误差小更为精准。

激光云粒子成像仪9为现有产品，包括红光半导体激光器为光源、光发射和接收的成像光学系统、64元一维线性阵列光电探测器、数据处理模块及外围模块，该激光云粒子成像仪9的测量原理如背景技术中的介绍，这里不在详述。本发明是提供一种用于校准该激光云粒子成像仪9的校准装置，如图2所示，本发明的激光云粒子成像仪的校准装置在校准时，将待测的激光云粒子成像仪9水平架设在支持架10上，且确保激光云粒子成像仪9发射的光束能沿X轴方向保持水平。调整校准装置8，将玻璃载玻圆盘6移入激光云粒子成像仪9的光路中，并确保玻璃载玻圆盘6沿直流电机5的转轴旋转时其上所有的校准玻璃珠7均能处于激光云粒子成像仪9发射的光束的中心位置。

校准装置8在调整时：通过与电动平移台1对应设置的直流电机驱动控制电动平移台1的台面在X轴方向上往复运动，进而带动玻璃载玻圆盘6在X轴方向上运动，电动平移台1在X轴方向上的移动精度不低于10um。通过与电动升降台2对应设置的直流电机驱动控制电动升降台2的台面在Z轴方向上往复运动，进而带动玻璃载玻圆盘6在Z轴方向上运动，电动升降台2在Z轴方向上的移动精度不低于10um。电动平移台1在X轴方向的移动以及电动升降台2在Z轴方向的移动，可以实现玻璃载玻圆盘6在激光云粒子成像仪9的光路中的粗调。通过多轴位移台3在Y轴方向、旋转方向和俯仰方向上的三个调整螺杆，分别控制多轴位移台3的台面在Y轴方向上往复运动、在XOY平面内旋转运动和在Z轴方向上俯仰运动，进而带动玻璃载玻圆盘6在Y轴方向上运动、在XOY平面内旋转运动和在Z轴方向上俯仰运动，每个调整螺杆的调整精度为20um。多轴位移台3在Y轴方向、旋转方向和俯仰方向上的运动，可以实现玻璃载玻圆盘6在激光云粒子成像仪9的光路中的细调。通过旋转直流电机5的转轴，进而带动玻璃载玻圆盘6沿转轴旋转运动，在玻璃载玻圆盘6沿转轴旋转时，玻璃载玻圆盘6表面上粘接的三个校准玻璃珠7会随之而旋转。经过粗调和细调，要确保玻璃载玻圆盘6在旋转时，三个校准玻璃珠7均能处于激光云粒子成像仪9发射的光束的中心位置。

由此来看，本发明的校准装置8采用了多维组合的平移台，可以实现玻璃载玻圆盘6在多个方向上的精密调节，确保高精度的探测云粒子的成像景深。其中，电动平移台1、电动升降台2和直流电机5分别通过电缆与计算机相连，计算机分别控制电动平移台1上对应设置的直流电机、电动升降台2上对应设置的直流电机和直流电机5。通过计算机分别控制电动平移台1上对应设置的直流电机、电动升降台2上对应设置的直流电机和直流电机5，以实现电动平移台1在X轴方向的移动、电动升降台2在Z轴方向的移动以及玻璃载玻圆盘6的转动。多轴位移台3的三个方向上的运动，分别依靠各个方向上的调整螺杆的旋拧来实现。

本发明的玻璃载玻圆盘6采用厚度为5mm且厚度均匀、表面光洁且光透过率高的光学玻璃圆盘。

本发明的三个校准玻璃珠7为钠钙玻璃球，直径分别为25um、125um和200um。这三个钠钙玻璃球尺寸标准，相比黑色平面原点，更接近真实云粒子，更有利于激光云粒子成像仪调整探测单元的比较电路输出的中值比较电压，更准确的中值比较电压能够提高激光云粒子成像仪的探测灵敏度。

实施例2，一种激光云粒子成像仪的校准装置的校准方法，用于校准激光云粒子成像仪的中值比较电压、成像光学系统的放大倍数、测量不同尺寸粒子的成像景深，该校准方法包括以下步骤：

步骤1，将激光云粒子成像仪9水平放置在支持架10上，且确保激光云粒子成像仪9发射的光束能沿X轴方向保持水平。

激光云粒子成像仪9为实施例1中所述的现有产品，这里不在详述。

步骤2，调整校准装置8，将玻璃载玻圆盘6移入激光云粒子成像仪9的光路中，并确保玻璃载玻圆盘6沿直流电机5的转轴旋转时其上所有的校准玻璃珠7均能处于激光云粒子成像仪9发射的光束的中心位置。

校准装置8为实施例1如实施例1所述，这里不再详述，在调整校准装置8时，包括以下方法：

通过与电动平移台1对应设置的直流电机驱动控制电动平移台1的台面在X轴方向上往复运动，进而带动玻璃载玻圆盘6在X轴方向上运动。通过与电动升降台2对应设置的直流电机驱动控制电动升降台2的台面在Z轴方向上往复运动，进而带动玻璃载玻圆盘6在Z轴方向上运动。动平移台1在X轴方向的移动以及电动升降台2在Z轴方向的移动，可以实现玻璃载玻圆盘6在激光云粒子成像仪9的光路中的粗调。

通过多轴位移台3在Y轴方向、旋转方向和俯仰方向上的三个调整螺杆，分别控制多轴位移台3的台面在Y轴方向上往复运动、在XOY平面内旋转运动和在Z轴方向上俯仰运动，进而带动玻璃载玻圆盘6在Y轴方向上运动、在XOY平面内旋转运动和在Z轴方向上俯仰运动。多轴位移台3在Y轴方向、旋转方向和俯仰方向上的运动，可以实现玻璃载玻圆盘6在激光云粒子成像仪9的光路中的细调。

通过旋转直流电机5的转轴，进而带动玻璃载玻圆盘6沿转轴旋转运动，在玻璃载玻圆盘6沿转轴旋转时，玻璃载玻圆盘6表面上粘接的三个校准玻璃珠7会随之而旋转。经过粗调和细调后，使玻璃载玻圆盘6在旋转时，三个校准玻璃珠7均能处于激光云粒子成像仪9发射的光束的中心位置。

上述方法中，计算机分别控制电动平移台1上对应设置的直流电机、电动升降台2上对应设置的直流电机和直流电机5，以实现电动平移台1在X轴方向的移动、电动升降台2在Z轴方向的移动以及玻璃载玻圆盘6的转动。多轴位移台3的三个方向上的运动，分别依靠各个方向上的调整螺杆的旋拧来实现。

步骤3，启动激光云粒子成像仪9，旋转直流电机5使200um校准玻璃珠7处于激光云粒子成像仪9发射的光束的中心位置，调整多轴位移台3的Y轴方向上的调整螺杆使200um校准玻璃珠7在激光云粒子成像仪9光路中的位置改变，并穿越整个光束的横截面。此时，在激光云粒子成像仪9的监控软件的图像显示区出现蓝色条状图形，并记录蓝色条状图形中出现的白色线条的位置序号，调小激光云粒子成像仪9相应位置序号对应探测单元的比较电路输出的中值比较电压，直到对应的白色线条全部消失。

步骤4，旋转直流电机5使200um校准玻璃珠7处于激光云粒子成像仪9发射的光束的中心位置，此时在激光云粒子成像仪9的监控软件的图像显示区中间位置出现蓝色条状图形，记录该蓝色条状图形的宽度，并与200um校准玻璃珠7的直径进行比较：如果蓝色条状图形的宽度大于200um，则将激光云粒子成像仪9的成像光学系统的放大倍数调小，使蓝色条状图形的宽度等于200um；如果蓝色条状图形的宽度小于200um，则将激光云粒子成像仪9的成像光学系统的放大倍数调大，使蓝色条状图形的宽度等于200um。

步骤5，旋转直流电机5使200um校准玻璃珠7处于激光云粒子成像仪9发射的光束的中心位置，驱动电动平移台1在X轴方向上往返平移，使玻璃载玻圆盘6从激光云粒子成像仪9的激光发射臂一直平移到激光云粒子成像仪9的激光接收臂。此时，激光云粒子成像仪9的监控软件的图像显示区出现蓝色条状图形并保持在图像显示区的中间位置，多次测量蓝色条状图形的宽度，如果发现其宽度偏离200um，则调节激光云粒子成像仪9的成像光学系统的放大倍数，直至玻璃载玻圆盘6从激光云粒子成像仪9的激光发射臂平移到激光云粒子成像仪9的激光接收臂的过程中蓝色条状图形的宽度不超过200um±25um。

步骤6，旋转直流电机5使125um校准玻璃珠7处于激光云粒子成像仪9发射的光束的中心位置，驱动电动平移台1在X轴方向上往返平移，同时测量激光云粒子成像仪9的监控软件的图像显示区出现的蓝色条状图形的宽度，记录蓝色条状图形的宽度刚好不超过125um±25um时的两个X坐标，这两个X坐标之差就是激光云粒子成像仪9测量125um云粒子的景深。

步骤7，旋转直流电机5使25um校准玻璃珠7处于激光云粒子成像仪9发射的光束的中心位置，驱动电动平移台1在X轴方向上往返平移，同时测量激光云粒子成像仪9的监控软件的图像显示区出现的蓝色条状图形的宽度，记录蓝色条状图形的宽度刚好不超过50um时的两个X坐标，这两个X坐标之差就是激光云粒子成像仪9测量25um云粒子的景深。

步骤8，旋转直流电机5使200um校准玻璃珠7处于激光云粒子成像仪9发射的光束的中心位置，控制直流电机5的转轴旋转，并控制直流电机5的转速使200um校准玻璃珠7的旋转线速度达到激光云粒子成像仪9工作时需要达到的最大飞行空速，在激光云粒子成像仪9的监控软件上设置相应的速度值，如果激光云粒子成像仪9校准准确，此时激光云粒子成像仪9的监控软件上的图像显示区将往复出现25um、125um和200um云粒子的蓝色图形，在粒子谱显示区将按照一秒一次的频率显示25um、125um和200um云粒子的个数。

上述步骤中，200um校准玻璃珠7、125um校准玻璃珠7、25um校准玻璃珠7即分别为直径是200um的校准玻璃珠7、直径是125um的校准玻璃珠7、直径是25um的校准玻璃珠7。

图3为本发明计算机上载有的激光云粒子成像仪9的监控软件示意图，该监控软件为激光云粒子成像仪9出厂所配套的软件，不是本发明所设计的重点，这里不再详述。本发明利用该监控软件，实现校准装置8在校准激光云粒子成像仪9过程中的实时监控，确保整个校准过程的准确性。图4为本发明的校准时激光云粒子成像仪的监控软件的图像显示区中显示的条状图形的示意图，该示意图中两条蓝线即为蓝色条状图形(示意图中以黑色来示意)。图5为本发明的校准时激光云粒子成像仪的监控软件的图像显示区中显示的粒子图像的示意图，该示意图中两行排列的直径不同的蓝色圆球即为不同粒径的云粒子(示意图中以黑色圆球来示意)。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (9)

1.一种激光云粒子成像仪的校准方法，其特征在于，该校准方法包括以下步骤：

步骤1，将激光云粒子成像仪（9）水平放置在支持架（10）上，且确保所述激光云粒子成像仪（9）发射的光束能沿X轴方向保持水平；

步骤2，调整校准装置（8），将玻璃载玻圆盘（6）移入所述激光云粒子成像仪（9）的光路中，并确保所述玻璃载玻圆盘（6）沿直流电机（5）的转轴旋转时其上所有的校准玻璃珠（7）均能处于所述激光云粒子成像仪（9）发射的光束的中心位置；

步骤3，启动所述激光云粒子成像仪（9），旋转直流电机（5）使200um校准玻璃珠（7）处于所述激光云粒子成像仪（9）发射的光束的中心位置，调整多轴位移台（3）的Y轴方向上的调整螺杆使200um校准玻璃珠（7）在所述激光云粒子成像仪（9）光路中的位置改变，并穿越整个光束的横截面；

此时，在所述激光云粒子成像仪（9）的监控软件的图像显示区出现蓝色条状图形，并记录蓝色条状图形中出现的白色线条的位置序号，调小所述激光云粒子成像仪（9）相应位置序号对应探测单元的比较电路输出的中值比较电压，直到对应的白色线条全部消失；

步骤4，旋转所述直流电机（5）使200um校准玻璃珠（7）处于所述激光云粒子成像仪（9）发射的光束的中心位置，此时在所述激光云粒子成像仪（9）的监控软件的图像显示区中间位置出现蓝色条状图形，记录该蓝色条状图形的宽度，并与200um校准玻璃珠（7）的直径进行比较：如果蓝色条状图形的宽度大于200um，则将所述激光云粒子成像仪（9）的成像光学系统的放大倍数调小，使蓝色条状图形的宽度等于200um；如果蓝色条状图形的宽度小于200um，则将所述激光云粒子成像仪（9）的成像光学系统的放大倍数调大，使蓝色条状图形的宽度等于200um；

步骤5，旋转所述直流电机（5）使200um校准玻璃珠（7）处于所述激光云粒子成像仪（9）发射的光束的中心位置，驱动电动平移台（1）在X轴方向上往返平移，使所述玻璃载玻圆盘（6）从所述激光云粒子成像仪（9）的激光发射臂一直平移到所述激光云粒子成像仪（9）的激光接收臂；

此时，所述激光云粒子成像仪（9）的监控软件的图像显示区出现蓝色条状图形并保持在图像显示区的中间位置，多次测量蓝色条状图形的宽度，如果发现其宽度偏离200um，则调节所述激光云粒子成像仪（9）的成像光学系统的放大倍数，直至所述玻璃载玻圆盘（6）从所述激光云粒子成像仪（9）的激光发射臂平移到所述激光云粒子成像仪（9）的激光接收臂的过程中蓝色条状图形的宽度不超过200um±25um；

步骤6，旋转所述直流电机（5）使125um校准玻璃珠（7）处于所述激光云粒子成像仪（9）发射的光束的中心位置，驱动所述电动平移台（1）在X轴方向上往返平移，同时测量所述激光云粒子成像仪（9）的监控软件的图像显示区出现的蓝色条状图形的宽度，记录蓝色条状图形的宽度刚好不超过125um±25um时的两个X坐标，这两个X坐标之差就是所述激光云粒子成像仪（9）测量125um云粒子的景深；

步骤7，旋转所述直流电机（5）使25um校准玻璃珠（7）处于所述激光云粒子成像仪（9）发射的光束的中心位置，驱动所述电动平移台（1）在X轴方向上往返平移，同时测量所述激光云粒子成像仪（9）的监控软件的图像显示区出现的蓝色条状图形的宽度，记录蓝色条状图形的宽度刚好不超过50um时的两个X坐标，这两个X坐标之差就是所述激光云粒子成像仪（9）测量25um云粒子的景深；

步骤8，旋转所述直流电机（5）使200um校准玻璃珠（7）处于所述激光云粒子成像仪（9）发射的光束的中心位置，控制所述直流电机（5）的转轴旋转，并控制所述直流电机（5）的转速使200um校准玻璃珠（7）的旋转线速度达到所述激光云粒子成像仪（9）工作时需要达到的最大飞行空速，在所述激光云粒子成像仪（9）的监控软件上设置相应的速度值，如果所述激光云粒子成像仪（9）校准准确，此时所述激光云粒子成像仪（9）的监控软件上的图像显示区将往复出现25um、125um和200um云粒子的图形，在粒子谱显示区将按照一秒一次的频率显示25um、125um和200um云粒子的个数；

其中，所述校准装置（8）包括：

电动平移台（1），其水平放置且台面与地面平行；

电动升降台（2），其竖直放置在所述电动平移台（1）上且底面固定在所述电动平移台（1）的台面上；

多轴位移台（3），其竖直放置在所述电动升降台（2）上且底面固定在所述电动升降台（2）的台面上；

直流电机（5），其通过转接板（4）固定在所述多轴位移台（3）的台面上；

玻璃载玻圆盘（6），其通过连接件与所述直流电机（5）的转轴固定连接；

校准玻璃珠（7），其通过光胶粘接在所述玻璃载玻圆盘（6）上，三个不同尺寸的校准玻璃珠（7）粘接在所述玻璃载玻圆盘（6）的同一面上且各个校准玻璃珠（7）中心距离所述玻璃载玻圆盘（6）中心的距离误差不超过0.5mm，三个所述校准玻璃珠（7）各间隔120°粘接；

其中，所述电动平移台（1）、所述电动升降台（2）和所述直流电机（5）分别通过电缆与计算机相连。

2.据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，步骤2中，在调整校准装置时，包括：

通过与电动平移台（1）对应设置的直流电机驱动控制所述电动平移台（1）的台面在X轴方向上往复运动，带动所述玻璃载玻圆盘（6）在X轴方向上运动；

通过与电动升降台（2）对应设置的直流电机驱动控制所述电动升降台（2）的台面在Z轴方向上往复运动，带动所述玻璃载玻圆盘（6）在Z轴方向上运动；

通过多轴位移台（3）在Y轴方向、旋转方向和俯仰方向上的三个调整螺杆，分别控制所述多轴位移台（3）的台面在Y轴方向上往复运动、在XOY平面内旋转运动和在Z轴方向上俯仰运动，带动所述玻璃载玻圆盘（6）在Y轴方向上运动、在XOY平面内旋转运动和在Z轴方向上俯仰运动；

通过旋转直流电机（5）的转轴，带动所述玻璃载玻圆盘（6）沿所述转轴旋转运动。

3.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，计算机分别控制电动平移台（1）上对应设置的直流电机、电动升降台（2）上对应设置的直流电机和所述直流电机（5），且所述计算机上载有所述激光云粒子成像仪（9）的监控软件。

4.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述电动平移台（1）通过与其对应设置的直流电机驱动控制其台面在X轴方向上往复运动，且移动精度不低于10um。

5.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述电动升降台（2）通过与其对应设置的直流电机驱动控制其台面在Z轴方向上往复运动，且移动精度不低于10um。

6.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述多轴位移台（3）包括Y轴方向、旋转方向和俯仰方向上的三个调整螺杆，分别控制所述多轴位移台（3）的台面在Y轴方向上往复运动、在XOY平面内旋转运动和在Z轴方向上俯仰运动，且每个调整螺杆的调整精度为20um。

7.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述玻璃载玻圆盘（6）采用5mm厚度均匀、表面光洁且光透过率高的光学玻璃圆盘。

8.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述校准玻璃珠（7）为钠钙玻璃球。

9.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，三个校准玻璃珠（7）的直径分别为25um、125um和200um。

Images