CN113670857A - 一种雾霾天气能见度散射式测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种雾霾天气能见度散射式测量方法，包括以下步骤：准备工作：在机场设置可对航空环境的能见度进行散射式测量的散射式测量仪本体；预处理：在雾霾天气出现时，测量仪控制器预先控制温感控制器；电热引导圈通电处理；本发明在雾霾天气检测能见度时，通过仿生瞬膜对透光镜片进行提前清洁，有效清洁透光镜片表面的水雾、尘土等杂质，提高透光镜片的通透程度，有效保证测量发生器和测量接收器的光学视程，减少测量数据的误差值，辅助航空站做出正确指令，减少由于天气原因造成的经济损失，并且通过多次反复测量，进一步提高航空能见度的准确度，提高航空运行的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及测量领域，具体为一种雾霾天气能见度散射式测量方法。
背景技术
雾霾，是雾和霾的组合词。雾霾常见于城市。中国不少地区将雾并入霾一起作为灾害性天气现象进行预警预报，统称为“雾霾天气”。雾霾是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。高密度人口的经济及社会活动必然会排放大量细颗粒物(PM 2.5)，一旦排放超过大气循环能力和承载度，细颗粒物浓度将持续积聚，此时如果受静稳天气等影响，极易出现大范围的雾霾。
出现雾霾天气时，由于空气质量差，能见度低，容易引起交通阻塞，发生交通事故。能见度指视力正常的人在当时天气条件下，能从天空背景中看到和辨认出目标物(黑色、大小适度)轮廓的最大水平距离；夜间则是能看到和确定出一定强度灯光的发光点的最大水平距离。单位以米或公里表示。能见度是了解大气的稳定度和垂直结构的天气指标，而且是保护交通运输安全的一个极为重要的因素。
目前，用于航空运行方面的能见度测量的仪器是散射式测量仪，其因体积小、性能价格比高被航空领域广泛使用，散射式测量仪通过测量大气透明度来计算能见度的仪器，主要由发生器、接收器和控制器组成，由于发生器和接收器一般安装在裸露的大气中，在出现雾霾天气时，空气中的水雾、尘土等杂质会预先粘结在发生器和接收器的表面，影响其光学视程，提高测量数据的误差值，易使航空站做出错误指令，造成经济损失。为此，提出一种雾霾天气能见度散射式测量方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种雾霾天气能见度散射式测量方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种雾霾天气能见度散射式测量方法，包括以下步骤：
S1、准备工作：在机场设置可对航空环境的能见度进行散射式测量的散射式测量仪本体；
S2、预处理：在雾霾天气出现时，测量仪控制器预先控制温感控制器；
S3、电热引导圈通电处理：温感控制器随之启动，温感控制器对电热引导圈进行通电升温，升温的电热引导圈控制牵引记忆金属丝产生记忆形变；
S4、一次清洁处理：随着牵引记忆金属丝的记忆形变，牵引记忆金属丝带动仿生瞬膜展开，对测量发生器和测量接收器前端的透光镜片进行一次清洁处理；
S5、电热引导圈断电复位：当仿生瞬膜完全展开，温感控制器随之对电热引导圈进行断电，电热引导圈断电降温，直至恢复常温状态；
S6、二次清洁处理：随着电热引导圈的断电降温，控制牵引记忆金属丝也随之降温至初始状态，牵引记忆金属丝带动仿生瞬膜收缩回程，对透光镜片进行二次清洁处理；
S7、数据存储：测量仪控制器判断仿生瞬膜完成一组动作后，再控制测量发生器产生散射式光束，测量接收器对光束进行接收，并将数据传输至测量仪控制器内，测量仪控制器对能见度的测量数据进行存储；
S8、重复测量处理：重复步骤S3～S7，对能见度进行连续性测量，测量仪控制器至少重复测量三次；
S9、能见度数值统计分析处理：测量仪控制器对多次测量得到的能见度数值进行统计分析，并将能见度数值传输至航空站的管理人员处。
作为优选，上述所述散射式测量仪本体包括有仪器支架，所述仪器支架下端安装有测量仪控制器，所述仪器支架上端通过杆体安装有相匹配的测量发生器和测量接收器，所述仪器支架上端还固定安装有与测量仪控制器电性连接的温感控制器，所述测量发生器的一端和测量接收器一端均固定连接有透光镜片，所述测量发生器和测量接收器一端均开设有牵引隔热槽，所述牵引隔热槽位于透光镜片的外侧，所述牵引隔热槽内连接有与温感控制器电性连接的电热引导圈，所述电热引导圈的外侧绕接有牵引记忆金属丝，所述牵引记忆金属丝端部固定连接有与透光镜片相匹配的仿生瞬膜。
作为优选，上述所述牵引记忆金属丝外侧套接有柔性伸缩护套，所述柔性伸缩护套在牵引隔热槽内滑动。
作为优选，上述所述仿生瞬膜内填充有若干吸水基质和浮尘基质，所述吸水基质呈椭圆状，所述浮尘基质呈圆形，所述浮尘基质的直径为吸水基质直径的0.2～0.3倍。
作为优选，上述所述吸水基质外壁均匀开设有若干扩大型吸水孔，所述扩大型吸水孔与浮尘基质相匹配。
作为优选，上述所述测量仪控制器内设置有能见度检测系统，所述能见度检测系统包括有能见度测量单元和仿生式清洁单元，所述能见度测量单元通过导线分别与测量发生器和测量接收器电性连接；
所述能见度检测系统用于对环境能见度进行检测；
所述能见度测量单元用于对能见度进行测量；
所述仿生式清洁单元用于通过仿生瞬膜对能见度测量单元所属的透光镜片进行提前清洁，有效清洁透光镜片表面的水雾、尘土等杂质，提高透光镜片的通透程度。
作为优选，上述所述仿生式清洁单元包括有升温温感控制模块、周期升温控制模块和数据统计模块，所述升温温感控制模块的电控输出端与温感控制器的电控输入端电性连接，所述升温温感控制模块的输入端与周期升温控制模块的输出端连接，所述周期升温控制模块的输出端与数据统计模块的输入端连接；
所述升温温感控制模块用于控制温感控制器内的温度调控单元启动；
所述周期升温控制模块用于对温感控制器控制动作的次数进行控制；
所述数据统计模块用于对温感控制器控制动作的次数进行统计，在检测到对温感控制器完成一次动作后，数据统计模块将数据反馈至能见度测量单元。
作为优选，上述所述能见度检测系统还包括有空气判断单元和提醒警示单元，所述空气判断单元的输入端与气体检测仪电性连接，所述空气判断单元的输出端与能见度测量单元连接；
所述空气判断单元用于对天气状况进行预判，使得测量仪控制器能够根据不同的天气状况作出检测动作；
所述提醒警示单元用于通过警示器对天气状况作出警示。
作为优选，上述所述仪器支架的顶端固定连接有警示器，所述警示器的顶部安装有气体检测仪，所述提醒警示单元的输出端与警示器电性连接。
作为优选，上述所述温感控制器内设置有温度调控单元，所述温度调控单元包括有通电升温模块、温感模块和断电降温模块，所述通电升温模块和断电降温模块的电控输出端均与电热引导圈的电控输入端电性连接，所述温感模块的输入端与电热引导圈的输出端电性连接，所述通电升温模块，对电热引导圈进行升温，所述温感模块，检查电热引导圈的升温状况，所述断电降温模块，在判断升温达到一定数值后，对电热引导圈进行断电；
所述温度调控单元用于对电热引导圈进行控制，使电热引导圈在加热至牵引记忆金属丝的变态温度后，有效使电热引导圈保持一定时间恒温和及时断电，减少电能的损耗，提高仿生瞬膜动作的效率，并且有效避免由于电热引导圈温度过高对牵引记忆金属丝造成损伤；
所述通电升温模块用于对电热引导圈进行升温控制；
所述温感模块用于检查电热引导圈的升温状况；
所述断电降温模块用于在判断升温达到一定数值后，对电热引导圈进行断电，电热引导圈带动牵引记忆金属丝动作，使仿生瞬膜对透光镜片进行清洁。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明在雾霾天气检测能见度时，通过仿生瞬膜对透光镜片进行提前清洁，有效清洁透光镜片表面的水雾、尘土等杂质，提高透光镜片的通透程度，有效保证测量发生器和测量接收器的光学视程，减少测量数据的误差值，辅助航空站做出正确指令，减少由于天气原因造成的经济损失，并且通过多次反复测量，进一步提高航空能见度的准确度，提高航空运行的安全性；
2、本发明通过牵引记忆金属丝对仿生瞬膜进行牵引，使仿生瞬膜能够仿照脊椎动物的瞬膜进行动作，对透光镜片的表面进行清洁，有效保证透光镜片的通透性，降低由于透光镜片表面较脏产生的透光误差，并且有效省去人工擦拭透光镜片的步骤，减少登高操作产生的危险性，减少人工成本的投入，降低人工对测量发生器和测量接收器造成的损伤，提高散射式测量仪本体的使用寿命；
3、本发明的柔性伸缩护套对牵引记忆金属丝进行包裹，牵引记忆金属丝在产生感温记忆形变时，对其进行限位，有效避免牵引记忆金属丝对透光镜片造成划伤，影响透光镜片的正常使用，并且有效柔性伸缩护套能够有效对牵引记忆金属丝进行保护，减少牵引记忆金属丝产生的磨损量；
4、本发明的吸水基质能够有效对透光镜片端面上产生的水雾进行吸收，浮尘基质能够有效对透光镜片端面粘附的尘土等杂质进行吸附，分类别对透光镜片进行清洁，提高清洁效率和清洁效果，减少透光镜片端面残留的清洁痕迹；
5、本发明的吸水基质在吸收水份后增大，在仿生瞬膜产生收缩堆叠时，吸水基质受挤压力作用能够对浮尘基质进行包裹，使吸附有灰尘的浮尘基质包裹至吸水基质内部，减少后期清洁时浮尘基质对透光镜片的损伤，并且能够有效循环使用，提高仿生瞬膜的使用寿命；
6、本发明通过能见度检测系统对测量过程进行自动化控制，在有效保证测量数值准确性的同时，有效提高测量数据的及时有效性，便于航空管理人员及时察觉到天气变化，对航空运行进行实时控制和调节，最大程度的降低天气变化产生的影响；
7、本发明的仿生式清洁单元对温感控制器的动作进行周期性控制，便于温感控制器控制仿生瞬膜模仿脊椎动物的瞬膜动作，对透光镜片进行清洁保养，提高动作控制的准确性，并有效与能见度测量单元相配合，减少能见度测量误差；
8、本发明的温度调控单元能够有效对电热引导圈进行控制，使电热引导圈在加热至牵引记忆金属丝的变态温度后，有效使电热引导圈保持一定时间恒温和及时断电，减少电能的损耗，提高仿生瞬膜动作的效率，并且有效避免由于电热引导圈温度过高对牵引记忆金属丝造成损伤；
9、本发明的警示器能够在能见度较低时，及时发出警示信号，对塔台人员和飞行人员作出警示，有效辅助测量仪控制器数据的传输信号，提高航空管理的反应效率，进一步提高航空的安全性；
10、本发明通过空气判断单元对天气状况进行预判，使得测量仪控制器能够根据不同的天气状况作出检测动作，在天气状况较好时，采用简单式测量，提高测量效率，提高散射式测量仪本体的适应性和实用性。
附图说明
图1为本发明的测量方法流程结构示意图；
图2为本发明的散射式测量仪本体轴测结构示意图；
图3为本发明的牵引记忆金属丝局部放大结构示意图；
图4为本发明的仿生瞬膜内部介质结构示意图；
图5为本发明的吸水基质包裹浮尘基质时状态结构示意图；
图6为本发明的能见度检测系统框架结构示意图；
图7为本发明的仿生瞬膜动作控制流程结构示意图；
图8为本发明的仿生瞬膜轴测结构示意图；
图9为本发明的仿生瞬膜收缩时爆炸结构示意图；
图10为本发明的仿生瞬膜展开时爆炸结构示意图。
图中：1、散射式测量仪本体；2、测量仪控制器；3、测量发生器；4、测量接收器；5、透光镜片；6、仿生瞬膜；601、吸水基质；602、浮尘基质；7、温感控制器；8、警示器；9、电热引导圈；10、牵引记忆金属丝；1001、柔性伸缩护套。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：一种雾霾天气能见度散射式测量方法，包括以下步骤：
S1、准备工作：在机场设置可对航空环境的能见度进行散射式测量的散射式测量仪本体1；
S2、预处理：在雾霾天气出现时，测量仪控制器2预先控制温感控制器7；
S3、电热引导圈9通电处理：温感控制器7随之启动，温感控制器7对电热引导圈9进行通电升温，升温的电热引导圈9控制牵引记忆金属丝10产生记忆形变；
S4、一次清洁处理：随着牵引记忆金属丝10的记忆形变，牵引记忆金属丝10带动仿生瞬膜6展开，对测量发生器3和测量接收器4前端的透光镜片5进行一次清洁处理；
S5、电热引导圈9断电复位：当仿生瞬膜6完全展开，温感控制器7随之对电热引导圈9进行断电，电热引导圈9断电降温，直至恢复常温状态；
S6、二次清洁处理：随着电热引导圈9的断电降温，控制牵引记忆金属丝10也随之降温至初始状态，牵引记忆金属丝10带动仿生瞬膜6收缩回程，对透光镜片5进行二次清洁处理；
S7、数据存储：测量仪控制器2判断仿生瞬膜6完成一组动作后，再控制测量发生器3产生散射式光束，测量接收器4对光束进行接收，并将数据传输至测量仪控制器2内，测量仪控制器2对能见度的测量数据进行存储；
S8、重复测量处理：重复步骤S3～S7，对能见度进行连续性测量，测量仪控制器2至少重复测量三次；
S9、能见度数值统计分析处理：测量仪控制器2对多次测量得到的能见度数值进行统计分析，并将能见度数值传输至航空站的管理人员处。散射式测量仪本体1在雾霾天气检测能见度时，通过仿生瞬膜6对透光镜片5进行提前清洁，有效清洁透光镜片5表面的水雾、尘土等杂质，提高透光镜片5的通透程度，有效保证测量发生器3和测量接收器4的光学视程，减少测量数据的误差值，辅助航空站做出正确指令，减少由于天气原因造成的经济损失，并且通过多次反复测量，进一步提高航空能见度的准确度，提高航空运行的安全性。
散射式测量仪本体1包括有仪器支架，仪器支架下端安装有测量仪控制器2，仪器支架上端通过杆体安装有相匹配的测量发生器3和测量接收器4，仪器支架上端还固定安装有与测量仪控制器2电性连接的温感控制器7，测量发生器3的一端和测量接收器4一端均固定连接有透光镜片5，测量发生器3和测量接收器4一端均开设有牵引隔热槽，牵引隔热槽位于透光镜片5的外侧，牵引隔热槽内连接有与温感控制器7电性连接的电热引导圈9，电热引导圈9的外侧绕接有牵引记忆金属丝10，牵引记忆金属丝10端部固定连接有与透光镜片5相匹配的仿生瞬膜6。通过牵引记忆金属丝10对仿生瞬膜6进行牵引，使仿生瞬膜6能够仿照脊椎动物的瞬膜进行动作，对透光镜片5的表面进行清洁，有效保证透光镜片5的通透性，降低由于透光镜片5表面较脏产生的透光误差，并且有效省去人工擦拭透光镜片5的步骤，减少登高操作产生的危险性，减少人工成本的投入，降低人工对测量发生器3和测量接收器4造成的损伤，提高散射式测量仪本体1的使用寿命。
牵引记忆金属丝10外侧套接有柔性伸缩护套1001，柔性伸缩护套1001在牵引隔热槽内滑动。柔性伸缩护套1001对牵引记忆金属丝10进行包裹，使牵引记忆金属丝10在产生感温记忆形变时，对牵引记忆金属丝10进行限位，有效避免牵引记忆金属丝10对透光镜片5造成划伤，影响透光镜片5的正常使用，并且有效柔性伸缩护套1001能够有效对牵引记忆金属丝10进行保护，减少牵引记忆金属丝10产生的磨损量。
仿生瞬膜6内填充有若干吸水基质601和浮尘基质602，吸水基质601呈椭圆状，浮尘基质602呈圆形，浮尘基质602的直径为吸水基质601直径的0.2～0.3倍。吸水基质601能够有效对透光镜片5端面上产生的水雾进行吸收，浮尘基质602能够有效对透光镜片5端面粘附的尘土等杂质进行吸附，分类别对透光镜片5进行清洁，提高清洁效率和清洁效果，减少透光镜片5端面残留的清洁痕迹。
吸水基质601外壁均匀开设有若干扩大型吸水孔，扩大型吸水孔与浮尘基质602相匹配。吸水基质601在吸收水份后增大，在仿生瞬膜6产生收缩堆叠时，吸水基质601受挤压力作用能够对浮尘基质602进行包裹，使吸附有灰尘的浮尘基质602包裹至吸水基质601内部，减少后期清洁时浮尘基质602对透光镜片5的损伤，并且能够有效循环使用，提高仿生瞬膜6的使用寿命。
测量仪控制器2内设置有能见度检测系统，能见度检测系统包括有能见度测量单元和仿生式清洁单元，能见度测量单元通过导线分别与测量发生器3和测量接收器4电性连接；能见度检测系统用于对环境能见度进行检测；能见度测量单元用于对能见度进行测量；仿生式清洁单元用于通过仿生瞬膜6对能见度测量单元所属的透光镜片5进行提前清洁，有效清洁透光镜片5表面的水雾、尘土等杂质，提高透光镜片5的通透程度。通过能见度检测系统对测量过程进行自动化控制，在有效保证测量数值准确性的同时，有效提高测量数据的及时有效性，便于航空管理人员及时察觉到天气变化，对航空运行进行实时控制和调节，最大程度的降低天气变化产生的影响。
仿生式清洁单元包括有升温温感控制模块、周期升温控制模块和数据统计模块，升温温感控制模块的电控输出端与温感控制器7的电控输入端电性连接，升温温感控制模块的输入端与周期升温控制模块的输出端连接，周期升温控制模块的输出端与数据统计模块的输入端连接；升温温感控制模块用于控制温感控制器7内的温度调控单元启动；周期升温控制模块用于对温感控制器7控制动作的次数进行控制；数据统计模块用于对温感控制器7控制动作的次数进行统计，在检测到对温感控制器7完成一次动作后，数据统计模块将数据反馈至能见度测量单元。仿生式清洁单元对温感控制器7的动作进行周期性控制，便于温感控制器7控制仿生瞬膜6模仿脊椎动物的瞬膜动作，对透光镜片5进行清洁保养，提高动作控制的准确性，并有效与能见度测量单元相配合，减少能见度测量误差。
能见度检测系统还包括有空气判断单元和提醒警示单元，空气判断单元的输入端与气体检测仪电性连接，空气判断单元的输出端与能见度测量单元连接；空气判断单元用于对天气状况进行预判，使得测量仪控制器2能够根据不同的天气状况作出检测动作；提醒警示单元用于通过警示器8对天气状况作出警示。通过空气判断单元对天气状况进行预判，使得测量仪控制器2能够根据不同的天气状况作出检测动作，在天气状况较好时，采用简单式测量，提高测量效率，提高散射式测量仪本体1的适应性和实用性。
仪器支架的顶端固定连接有警示器8，警示器8的顶部安装有气体检测仪，提醒警示单元的输出端与警示器8电性连接。警示器8能够在能见度较低时，及时发出警示信号，对塔台人员和飞行人员作出警示，有效辅助测量仪控制器2数据的传输信号，提高航空管理的反应效率，进一步提高航空的安全性。
温感控制器7内设置有温度调控单元，温度调控单元包括有通电升温模块、温感模块和断电降温模块，通电升温模块和断电降温模块的电控输出端均与电热引导圈9的电控输入端电性连接，温感模块的输入端与电热引导圈9的输出端电性连接，通电升温模块，对电热引导圈9进行升温，温感模块，检查电热引导圈9的升温状况，断电降温模块，在判断升温达到一定数值后，对电热引导圈9进行断电；温度调控单元用于对电热引导圈9进行控制，使电热引导圈9在加热至牵引记忆金属丝10的变态温度后，有效使电热引导圈9保持一定时间恒温和及时断电，减少电能的损耗，提高仿生瞬膜6动作的效率，并且有效避免由于电热引导圈9温度过高对牵引记忆金属丝10造成损伤；通电升温模块用于对电热引导圈9进行升温控制；温感模块用于检查电热引导圈9的升温状况；断电降温模块用于在判断升温达到一定数值后，对电热引导圈9进行断电，电热引导圈9带动牵引记忆金属丝10动作，使仿生瞬膜6对透光镜片5进行清洁。温度调控单元能够有效对电热引导圈9进行控制，使电热引导圈9在加热至牵引记忆金属丝10的变态温度后，有效使电热引导圈9保持一定时间恒温和及时断电，减少电能的损耗，提高仿生瞬膜6动作的效率，并且有效避免由于电热引导圈9温度过高对牵引记忆金属丝10造成损伤。
实施例2
请参阅图1-10，一种雾霾天气能见度散射式测量方法，包括如下步骤：
S1、准备工作：在机场设置可对航空环境的能见度进行散射式测量的散射式测量仪本体1；
S2、预处理：在雾霾天气出现时，测量仪控制器2预先控制温感控制器7；
S3、电热引导圈9通电处理：温感控制器7随之启动，温感控制器7对电热引导圈9进行通电升温，升温的电热引导圈9控制牵引记忆金属丝10产生记忆形变；
S4、一次清洁处理：随着牵引记忆金属丝10的记忆形变，牵引记忆金属丝10带动仿生瞬膜6展开，对测量发生器3和测量接收器4前端的透光镜片5进行一次清洁处理；
S5、电热引导圈9断电复位：当仿生瞬膜6完全展开，温感控制器7随之对电热引导圈9进行断电，电热引导圈9断电降温，直至恢复常温状态；
S6、二次清洁处理：随着电热引导圈9的断电降温，控制牵引记忆金属丝10也随之降温至初始状态，牵引记忆金属丝10带动仿生瞬膜6收缩回程，对透光镜片5进行二次清洁处理；
S7、数据存储：测量仪控制器2判断仿生瞬膜6完成一组动作后，再控制测量发生器3产生散射式光束，测量接收器4对光束进行接收，并将数据传输至测量仪控制器2内，测量仪控制器2对能见度的测量数据进行存储；
S8、重复测量处理：重复步骤S3～S7，对能见度进行连续性测量，测量仪控制器2至少重复测量三次；
S9、能见度数值统计分析处理：测量仪控制器2对多次测量得到的能见度数值进行统计分析，并将能见度数值传输至航空站的管理人员处。散射式测量仪本体1在雾霾天气检测能见度时，通过仿生瞬膜6对透光镜片5进行提前清洁，有效清洁透光镜片5表面的水雾、尘土等杂质，提高透光镜片5的通透程度，有效保证测量发生器3和测量接收器4的光学视程，减少测量数据的误差值，辅助航空站做出正确指令，减少由于天气原因造成的经济损失，并且通过多次反复测量，进一步提高航空能见度的准确度，提高航空运行的安全性。
实施例3
请参阅图1-10，该实施例3与实施例1的不同之处在于：请参阅图2和图8-10，散射式测量仪本体1包括有仪器支架，仪器支架下端固定安装有测量仪控制器2，且仪器支架上端固定安装有相匹配的测量发生器3和测量接收器4，仪器支架上端还固定安装有与测量仪控制器2电性连接的温感控制器7，测量发生器3和测量接收器4一端均固定连接有透光镜片5，测量发生器3和测量接收器4一端位于透光镜片5的外侧均开设有一圈牵引隔热槽，牵引隔热槽内连接有与温感控制器7电性连接的电热引导圈9，电热引导圈9外端套装有牵引记忆金属丝10，牵引记忆金属丝10端部固定连接有与透光镜片5相匹配的仿生瞬膜6。通过牵引记忆金属丝10对仿生瞬膜6进行牵引，使仿生瞬膜6能够仿照脊椎动物的瞬膜进行动作，对透光镜片5的表面进行清洁，有效保证透光镜片5的通透性，降低由于透光镜片5表面较脏产生的透光误差，并且有效省去人工擦拭透光镜片5的步骤，减少登高操作产生的危险性，减少人工成本的投入，降低人工对测量发生器3和测量接收器4造成的损伤，提高散射式测量仪本体1的使用寿命。
请参阅图3，牵引记忆金属丝10外端套装有柔性伸缩护套1001，且柔性伸缩护套1001与牵引隔热槽滑动连接。柔性伸缩护套1001对牵引记忆金属丝10进行包裹，使牵引记忆金属丝10在产生感温记忆形变时，对牵引记忆金属丝10进行限位，有效避免牵引记忆金属丝10对透光镜片5造成划伤，影响透光镜片5的正常使用，并且有效柔性伸缩护套1001能够有效对牵引记忆金属丝10进行保护，减少牵引记忆金属丝10产生的磨损量。
请参阅图4，仿生瞬膜6内包括有多个无规则排布的吸水基质601和浮尘基质602，吸水基质601呈椭圆状，浮尘基质602呈圆形，且浮尘基质602的直径为吸水基质601短轴直径直径的0.2～0.3倍。吸水基质601能够有效对透光镜片5端面上产生的水雾进行吸收，浮尘基质602能够有效对透光镜片5端面粘附的尘土等杂质进行吸附，分类别对透光镜片5进行清洁，提高清洁效率和清洁效果，减少透光镜片5端面残留的清洁痕迹。
请参阅图5，吸水基质601外壁排列有均匀分布的扩大型吸水孔，且扩大型吸水孔与浮尘基质602相匹配。吸水基质601在吸收水份后增大，在仿生瞬膜6产生收缩堆叠时，吸水基质601受挤压力作用能够对浮尘基质602进行包裹，使吸附有灰尘的浮尘基质602包裹至吸水基质601内部，减少后期清洁时浮尘基质602对透光镜片5的损伤，并且能够有效循环使用，提高仿生瞬膜6的使用寿命。
请参阅图2，仪器支架位于测量发生器3和测量接收器4的上端固定连接有警示器8，警示器8上端固定连接有气体检测仪。警示器8能够在能见度较低时，及时发出警示信号，对塔台人员和飞行人员作出警示，有效辅助测量仪控制器2数据的传输信号，提高航空管理的反应效率，进一步提高航空的安全性。
请参阅图1-10，使用方法：在出现雾霾天气时，测量仪控制器2控制预先对温感控制器7进行控制，温感控制器7需要控制电热引导圈9通电，使电热引导圈9温度升高，在温度达到牵引记忆金属丝10的变态温度时，牵引记忆金属丝10产生记忆形变，牵引记忆金属丝10顺着电热引导圈9的轮廓产生形变，柔性伸缩护套1001对牵引记忆金属丝10进行保护，和牵引记忆金属丝10一同动作，牵引记忆金属丝10带动仿生瞬膜6逐渐展开请参阅图10，通过吸水基质601和浮尘基质602，对透光镜片5的表面进行吸收水份和吸附灰尘的清洁，温感控制器7判断仿生瞬膜6展开后，断电，使电热引导圈9不在产生热量，并逐渐恢复常温，牵引记忆金属丝10受温度影响产生恢复形变，并带动仿生瞬膜6逐渐折叠收回；
请参阅图9，在回收过程中仿生瞬膜6对透光镜片5进行再次清洁，并且受折叠力的影响，带有灰尘的浮尘基质602会被吸收水分的吸水基质601包裹，减少后期使用时带有灰尘的浮尘基质602对透光镜片5产生的损伤，仿生瞬膜6在受牵引记忆金属丝10的驱动、电热引导圈9的引导和温感控制器7的控制下完成仿照脊椎动物的瞬膜动作，完成对透光镜片5的快速清洁，有效保证透光镜片5的通透性，降低能见度测量产生的误差。
实施例4
请参阅图1-10，其中与实施例1中相同或相应的部件采用与实施例1相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例1的区别点。该实施例4与实施例1的不同之处在于：请参阅图6，测量仪控制器2内设置有能见度检测系统，能见度检测系统包括有能见度测量单元和仿生式清洁单元，能见度测量单元通过导线分别与测量发生器3和测量接收器4电性连接；能见度检测系统用于对环境能见度进行检测；能见度测量单元用于对能见度进行测量；仿生式清洁单元用于通过仿生瞬膜6对能见度测量单元所属的透光镜片5进行提前清洁，有效清洁透光镜片5表面的水雾、尘土等杂质，提高透光镜片5的通透程度。通过能见度检测系统对测量过程进行自动化控制，在有效保证测量数值准确性的同时，有效提高测量数据的及时有效性，便于航空管理人员及时察觉到天气变化，对航空运行进行实时控制和调节，最大程度的降低天气变化产生的影响。
请参阅图6，仿生式清洁单元包括有升温温感控制模块、周期升温控制模块和数据统计模块，升温温感控制模块的电控输出端与温感控制器7的电控输入端电性连接，升温温感控制模块的输入端与周期升温控制模块的输出端连接，周期升温控制模块的输出端与数据统计模块的输入端连接；升温温感控制模块用于控制温感控制器7内的温度调控单元启动；周期升温控制模块用于对温感控制器7控制动作的次数进行控制；数据统计模块用于对温感控制器7控制动作的次数进行统计，在检测到对温感控制器7完成一次动作后，数据统计模块将数据反馈至能见度测量单元。仿生式清洁单元对温感控制器7的动作进行周期性控制，便于温感控制器7控制仿生瞬膜6模仿脊椎动物的瞬膜动作，对透光镜片5进行清洁保养，提高动作控制的准确性，并有效与能见度测量单元相配合，减少能见度测量误差。
请参阅图6，温感控制器7内设置有温度调控单元，温度调控单元包括有通电升温模块、温感模块和断电降温模块，通电升温模块和断电降温模块的电控输出端均与电热引导圈9的电控输入端电性连接，温感模块的输入端与电热引导圈9的输出端电性连接，通电升温模块，对电热引导圈9进行升温，温感模块，检查电热引导圈9的升温状况，断电降温模块，在判断升温达到一定数值后，对电热引导圈9进行断电；温度调控单元用于对电热引导圈9进行控制，使电热引导圈9在加热至牵引记忆金属丝10的变态温度后，有效使电热引导圈9保持一定时间恒温和及时断电，减少电能的损耗，提高仿生瞬膜6动作的效率，并且有效避免由于电热引导圈9温度过高对牵引记忆金属丝10造成损伤；通电升温模块用于对电热引导圈9进行升温控制；温感模块用于检查电热引导圈9的升温状况；断电降温模块用于在判断升温达到一定数值后，对电热引导圈9进行断电，电热引导圈9带动牵引记忆金属丝10动作，使仿生瞬膜6对透光镜片5进行清洁。温度调控单元能够有效对电热引导圈9进行控制，使电热引导圈9在加热至牵引记忆金属丝10的变态温度后，有效使电热引导圈9保持一定时间恒温和及时断电，减少电能的损耗，提高仿生瞬膜6动作的效率，并且有效避免由于电热引导圈9温度过高对牵引记忆金属丝10造成损伤。
请参阅图6，能见度检测系统还包括有空气判断单元和提醒警示单元，空气判断单元的输入端与气体检测仪电性连接，空气判断单元的输出端与能见度测量单元连接；空气判断单元用于对天气状况进行预判，使得测量仪控制器2能够根据不同的天气状况作出检测动作；提醒警示单元用于通过警示器8对天气状况作出警示。通过空气判断单元对天气状况进行预判，使得测量仪控制器2能够根据不同的天气状况作出检测动作，在天气状况较好时，采用简单式测量，提高测量效率，提高散射式测量仪本体1的适应性和实用性。
请参阅图1-10，控制方法：气体检测仪将外部空气的检测数据输送至空气判断单元，空气判断单元判断此时外部空气的种类，在判断其为正常天气时，将数据输送至能见度测量单元，能见度检测单元控制测量发生器3和测量接收器4，对能见度进行测量；在空气判断单元判断此时外部空气为雾霾天气时，将数据输送至能见度测量单元和提醒警示单元，提醒警示单元通过警示器8对天气状况作出警示，能见度测量单元控制仿生式清洁单元启动，升温温感控制模块控制温感控制器7内的温度调控单元启动，使通电升温模块对电热引导圈9进行升温，温感模块检查电热引导圈9的升温状况，断电降温模块在判断升温达到一定数值后，对电热引导圈9进行断电，电热引导圈9带动牵引记忆金属丝10动作，使仿生瞬膜6对透光镜片5进行清洁，周期升温控制模块和数据统计模块对温感控制器7控制动作的次数进行控制和统计，完成一次动作后，数据统计模块将数据反馈至能见度测量单元，能见度检测单元再控制测量发生器3和测量接收器4，对能见度进行测量，并对测量数据进行统计分析，将能见度数据输送至航空管理人员处，并控制提醒警示单元通过警示器8对能见度进行警示。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种雾霾天气能见度散射式测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、准备工作：在机场设置可对航空环境的能见度进行散射式测量的散射式测量仪本体(1)；
S2、预处理：在雾霾天气出现时，测量仪控制器(2)预先控制温感控制器(7)；
S3、电热引导圈(9)通电处理：温感控制器(7)随之启动，温感控制器(7)对电热引导圈(9)进行通电升温，升温的电热引导圈(9)控制牵引记忆金属丝(10)产生记忆形变；
S4、一次清洁处理：随着牵引记忆金属丝(10)的记忆形变，牵引记忆金属丝(10)带动仿生瞬膜(6)展开，对测量发生器(3)和测量接收器(4)前端的透光镜片(5)进行一次清洁处理；
S5、电热引导圈(9)断电复位：当仿生瞬膜(6)完全展开，温感控制器(7)随之对电热引导圈(9)进行断电，电热引导圈(9)断电降温，直至恢复常温状态；
S6、二次清洁处理：随着电热引导圈(9)的断电降温，控制牵引记忆金属丝(10)也随之降温至初始状态，牵引记忆金属丝(10)带动仿生瞬膜(6)收缩回程，对透光镜片(5)进行二次清洁处理；
S7、数据存储：测量仪控制器(2)判断仿生瞬膜(6)完成一组动作后，再控制测量发生器(3)产生散射式光束，测量接收器(4)对光束进行接收，并将数据传输至测量仪控制器(2)内，测量仪控制器(2)对能见度的测量数据进行存储；
S8、重复测量处理：重复步骤S3～S7，对能见度进行连续性测量，测量仪控制器(2)至少重复测量三次；
S9、能见度数值统计分析处理：测量仪控制器(2)对多次测量得到的能见度数值进行统计分析，并将能见度数值传输至航空站的管理人员处。
2.根据权利要求1所述的一种雾霾天气能见度散射式测量方法，其特征在于：所述散射式测量仪本体(1)包括有仪器支架，所述仪器支架下端安装有测量仪控制器(2)，所述仪器支架上端通过杆体安装有相匹配的测量发生器(3)和测量接收器(4)，所述仪器支架上端还固定安装有与测量仪控制器(2)电性连接的温感控制器(7)，所述测量发生器(3)的一端和测量接收器(4)一端均固定连接有透光镜片(5)，所述测量发生器(3)和测量接收器(4)一端均开设有牵引隔热槽，所述牵引隔热槽位于透光镜片(5)的外侧，所述牵引隔热槽内连接有与温感控制器(7)电性连接的电热引导圈(9)，所述电热引导圈(9)的外侧绕接有牵引记忆金属丝(10)，所述牵引记忆金属丝(10)端部固定连接有与透光镜片(5)相匹配的仿生瞬膜(6)。
3.根据权利要求2所述的一种雾霾天气能见度散射式测量方法，其特征在于：所述牵引记忆金属丝(10)外侧套接有柔性伸缩护套(1001)，所述柔性伸缩护套(1001)在牵引隔热槽内滑动。
4.根据权利要求2所述的一种雾霾天气能见度散射式测量方法，其特征在于：所述仿生瞬膜(6)内填充有若干吸水基质(601)和浮尘基质(602)，所述吸水基质(601)呈椭圆状，所述浮尘基质(602)呈圆形，所述浮尘基质(602)的直径为吸水基质(601)直径的0.2～0.3倍。
5.根据权利要求4所述的一种雾霾天气能见度散射式测量方法，其特征在于：所述吸水基质(601)外壁均匀开设有若干扩大型吸水孔，所述扩大型吸水孔与浮尘基质(602)相匹配。
6.根据权利要求2所述的一种雾霾天气能见度散射式测量方法，其特征在于：所述测量仪控制器(2)内设置有能见度检测系统，所述能见度检测系统包括有能见度测量单元和仿生式清洁单元，所述能见度测量单元通过导线分别与测量发生器(3)和测量接收器(4)电性连接；
所述能见度检测系统用于对环境能见度进行检测；
所述能见度测量单元用于对能见度进行测量；
所述仿生式清洁单元用于通过仿生瞬膜(6)对能见度测量单元所属的透光镜片(5)进行提前清洁，有效清洁透光镜片(5)表面的水雾、尘土等杂质，提高透光镜片(5)的通透程度。
7.根据权利要求6所述的一种雾霾天气能见度散射式测量方法，其特征在于：所述仿生式清洁单元包括有升温温感控制模块、周期升温控制模块和数据统计模块，所述升温温感控制模块的电控输出端与温感控制器(7)的电控输入端电性连接，所述升温温感控制模块的输入端与周期升温控制模块的输出端连接，所述周期升温控制模块的输出端与数据统计模块的输入端连接；
所述升温温感控制模块用于控制温感控制器(7)内的温度调控单元启动；
所述周期升温控制模块用于对温感控制器(7)控制动作的次数进行控制；
所述数据统计模块用于对温感控制器(7)控制动作的次数进行统计，在检测到对温感控制器(7)完成一次动作后，数据统计模块将数据反馈至能见度测量单元。
8.根据权利要求6所述的一种雾霾天气能见度散射式测量方法，其特征在于：所述能见度检测系统还包括有空气判断单元和提醒警示单元，所述空气判断单元的输入端与气体检测仪电性连接，所述空气判断单元的输出端与能见度测量单元连接；
所述空气判断单元用于对天气状况进行预判，使得测量仪控制器(2)能够根据不同的天气状况作出检测动作；
所述提醒警示单元用于通过警示器(8)对天气状况作出警示。
9.根据权利要求8所述的一种雾霾天气能见度散射式测量方法，其特征在于：所述仪器支架的顶端固定连接有警示器(8)，所述警示器(8)的顶部安装有气体检测仪，所述提醒警示单元的输出端与警示器(8)电性连接。
10.根据权利要求2所述的一种雾霾天气能见度散射式测量方法，其特征在于：所述温感控制器(7)内设置有温度调控单元，所述温度调控单元包括有通电升温模块、温感模块和断电降温模块，所述通电升温模块和断电降温模块的电控输出端均与电热引导圈(9)的电控输入端电性连接，所述温感模块的输入端与电热引导圈(9)的输出端电性连接，所述通电升温模块，对电热引导圈(9)进行升温，所述温感模块，检查电热引导圈(9)的升温状况，所述断电降温模块，在判断升温达到一定数值后，对电热引导圈(9)进行断电；
所述温度调控单元用于对电热引导圈(9)进行控制，使电热引导圈(9)在加热至牵引记忆金属丝(10)的变态温度后，有效使电热引导圈(9)保持一定时间恒温和及时断电，减少电能的损耗，提高仿生瞬膜(6)动作的效率，并且有效避免由于电热引导圈(9)温度过高对牵引记忆金属丝(10)造成损伤；
所述通电升温模块用于对电热引导圈(9)进行升温控制；
所述温感模块用于检查电热引导圈(9)的升温状况；
所述断电降温模块用于在判断升温达到一定数值后，对电热引导圈(9)进行断电，电热引导圈(9)带动牵引记忆金属丝(10)动作，使仿生瞬膜(6)对透光镜片(5)进行清洁。
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| CN113670857B (zh) | 2023-03-10 |
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