CN2816800Y - 前向散射能见度测量仪 - Google Patents

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胡玉峰
曾书儿
顾松山
李祥超
陈钟荣
王改利
刘钧
涂钢
莫月琴
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Abstract

本实用新型公开了属于自动检测装置范围的一种前向散射能见度测量仪。其发射器、接收器分别架在支架的横架两头，控制箱固定在支架的中部，控制箱的引出信号线穿过支架分别和发射器、接收器连接；遮挡板安装在发射器的固定架上，并垂直于接收器前端光路轴线；引出信号电缆线和微机系统连接，加装发射光源稳定度检测装置；电源由电缆线接入控制箱。本实用新型克服了现有技术的光信号饱和现象，采用宽带低噪声高灵敏度同相放大检波电路，使用信号相干积累技术，有效地提高了信噪比，使测量范围达到10m～20Km较大的测量范围。通过数据处理软件自动处理检测信息，实时显示，每分钟更新一次相应的雾的等级和对仪器状态异常直接显示告警信号。

Description

前向散射能见度测量仪
技术领域
本实用新型属于自动检测装置范围，特别涉及一种前向散射能见度测量仪。
背景技术
雾是一种灾害性天气现象，它往往使能见度降低。近地面层一旦出现大雾或浓雾将会对航空、铁路、公路、电力输送、工农业生产造成严重影响和灾害。机场航班延误；公路上发生重大撞车事故，严重威胁人的生命、财产安全；电力输送因潮湿漏电发生跳闸现象，引起工农业生产停产。目前已成为世界上许多国家特别关注的又一重大气象灾害。
现有雾天能见度探测包括后向散射、前向散射和在一定宽度范围内的积分散射三种测试装置。又可分为透射法和散射法两大类，前者测量准确度较高，特别适合于航空气象观测的需要，但价格昂贵，使用场合受到限制(必须有基线)；散射法的测量精度在低能见度时较好，在高能见度时较差，价格低，使用方便灵活，可在机场、高速公路、港口、自动气象观测系统中使用。在测量大气的能见度仪器方面产品很多，其中芬兰Vaisala Oyj，公司生产的FS11作为机场跑道的前向散射式能见度传感器视程可达75公里，是世界上能见度仪的最新技术。目前国内以引进吸收国外技术为主，进行符合中国特点的能见度仪的研究。国内长春气象仪器研究所的SS-1型前向散射式能见度仪，和芬兰的FD12能见度仪都是以红外光作为发射光源，以单光路、单通道进行发射。SS-1d测量范围达到10～10000M。但是有一个缺点是稳定性较差，常有“死机”现象发生。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种前向散射能见度测量仪，由发射器、接收器、控制箱、微机、电源及发射光源稳定度检测装置组成，其特征在于：在基座1上竖一根支架7，发射器8，接收器6分别架在支架7的横架两头，控制箱4固定在支架7的中部，从控制箱4引出信号线5穿过支架7分别和发射器8，接收器6连接，在发射器8，接收器6之间串接定时器13和控制器10，在发射器8的固定架上安装遮挡板9；引出信号电缆线3和微机系统11连接；电源2由电缆线接入控制箱4。其发射光源稳定度检测装置是在发射器8和接收器6的前端加装堵头14，两个堵头之间用光纤16连接，在接收器6的输出端接有信号检测仪表15。
所述控制箱4包括信号采集、信号处理、调制解调器和通讯接口。
所述控制箱的通讯口包括RS-232接口RS-485双线接口。
所述发射器的发射光源为红外发光二极管LED，其波长为930nm。
本实用新型的有益效果1.采用前向散射原理设计，并采用红外发射光源和电路监测反馈技术，发射光强、确保光源的稳定性。2.采用了信号相干累积技术有效地提高了信噪比，使测量范围达到10m～20Km。3.数据显示模块形象直观地显示能见度、雾的浓度等级随时间的实时变化曲线。4.仪器本身的异常状态可以直接显示告警信号，便于及时维修处理。
图1为前向散射能见度测量仪结构示意图。
图2为图1的工作原理组成框图。
图3为图1的发射光源稳定度检测装置结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供一种前向散射能见度测量仪。在图1所示的前向散射能见度测量仪结构示意图中，在基座1上竖一根支架7，发射器8，接收器6分别架在支架7的横架两头，控制箱4固定在支架7的中部，从控制箱4引出信号线5穿过支架7分别和发射器8，接收器6连接，在发射器8，接收器6之间串接定时器13和控制器10，在发射器8的固定架上安装遮挡板9；引出信号电缆线3和微机系统11连接；电源2由电缆线接入控制箱4。
图3所示为本测量仪的发射光源稳定度检测装置，是在发射器8和接收器6的前端加装堵头14，两个堵头之间用光纤16连接，在接收器6的输出端接有信号检测仪表15。该发射光源稳定度检测装置用于定期检测发射光源的稳定度，便于及时对发射光源进行维护。
本实用新型的发射器8为采用峰值波长为930nm的红外发光二极管LED作为发射源，用双光路通道法监测，并调节发射器的光强，用于保证光源稳定；在接收器6前端的光路上，垂直于光路轴线设置有遮挡板9，它能吸收掉绝大部分的来自地表面的反射光及空气质点多次散射而形成的漫射光，因此，接收器只能接受少数漫射光，克服了信号饱和现象。同时接收器6采用宽带低噪声高灵敏度同相放大检波电路，使用信号相干积累技术，有效地提高了信噪比，使测量范围达到10m～20Km。较大的测量范围，并且发射器8，接收器6之间串接定时器13和控制器10，控制定时采集的时间间隔；控制箱4包括信号采集、信号处理、调制解调器和通讯接口(如图2所示)；室外控制箱4采集到的雾天光信号，经信号处理、调制解调后由通讯接口RS-232或RS-485输送至微机系统11。该检测信息通过数据处理软件自动处理检测信息，实时显示1分钟和10分钟平均能见度值，每分钟更新一次相应的雾的等级，用鼠标点击，可准确读取能见度数值。定标模块对仪器测量值进行定标校准。系统实时存储每小时能见度值、每分钟能见度值、按15秒取样率记录的前向散射功率、背景光强度，这些基数据可供计算有关参量，另外对仪器状态异常直接显示告警信号。

Claims (4)

1.一种前向散射能见度测量仪，由发射器、接收器、控制箱、微机、电源组成，其特征在于：在基座(1)上竖一根支架(7)，发射器(8)，接收器(6)分别架在支架(7)的横架两头，控制箱(4)固定在支架(7)的中部，从控制箱(4)引出信号线(5)穿过支架(7)分别和发射器(8)，接收器(6)连接，在发射器(8)，接收器(6)之间串接定时器(13)和控制器(10)，在发射器(8)的固定架上安装遮挡板(9)；引出信号电缆线(3)和微机系统(11)连接；电源(2)由电缆线接入控制箱(4)；具发射光源稳定度检测装置是在发射器(8)和接收器(6)的前端加装堵头(14)，两个堵头之间用光纤(16)连接，在接收器(6)的输出端接有信号检测仪表(15)。
2.根据权利要求1所述前向散射能见度测量仪，其特征在于：所述控制箱4包括信号采集、信号处理、调制解调器和通讯接口。
3.根据权利要求2所述前向散射能见度测量仪，其特征在于：所述通讯口包括RS-232接口和RS-485双线接口。
4.根据权利要求1所述前向散射能见度测量仪，其特征在于：所述发射器的发射光源为红外发光二极管LED，其波长为930nm。
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