專利名稱：一種前向散射與透射結(jié)合的能見(jiàn)度測(cè)量?jī)x及其測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能見(jiàn)度測(cè)量?jī)x及其測(cè)量方法，尤指一種前向散射與透射結(jié)合的能見(jiàn)度測(cè)量?jī)x及其測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
能見(jiàn)度是氣象觀測(cè)中一個(gè)非常重要的要素，它的測(cè)報(bào)不僅用于氣象部門的天氣分析，還用來(lái)描述大氣的污染程度，是對(duì)大氣污染情況的一個(gè)直接反映；隨著科技的發(fā)展，各種能見(jiàn)度自動(dòng)測(cè)量?jī)x器在不斷更新。我國(guó)對(duì)能見(jiàn)度自動(dòng)測(cè)量?jī)x器的需求越來(lái)越大，尤其是現(xiàn)階段高速公路建設(shè)迅猛發(fā)展和森林火災(zāi)檢測(cè)等方面的需求，研制性價(jià)比高，體積小，重量輕，便于裝校的能見(jiàn)度儀有重大意義。目前市場(chǎng)上的流行能見(jiàn)度儀器主要分為透射式和散射式。透射式能見(jiàn)度儀因需要基線，占地范圍大，安裝復(fù)雜，不適合高速公路沿線、森林及海岸臺(tái)站，主要應(yīng)用在民航系統(tǒng)。散射式能見(jiàn)度儀又分為后向散射式和前向散射式后向散射式取樣體積較大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但前方不能有高的遮擋物；前向散射式以其體積小和低廉的價(jià)格，廣泛應(yīng)用于碼頭、高速公路等系統(tǒng)。能見(jiàn)度儀同其它氣象儀器一樣，一旦開(kāi)動(dòng)便需要不停地工作，同時(shí)這是一種裝調(diào)精密且在外場(chǎng)工作的儀器。從整個(gè)能見(jiàn)度測(cè)量?jī)x來(lái)看，儀器發(fā)光管老化和鏡頭污染會(huì)影響到儀器的測(cè)量精度，即便是可以更換光源和清理鏡頭，更換和清理一次也是非常麻煩的。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種測(cè)量精度高、受儀器發(fā)光管和環(huán)境影響較小的能見(jiàn)度測(cè)量?jī)x及其測(cè)量方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的前向散射與透射結(jié)合的能見(jiàn)度測(cè)量?jī)x，包括發(fā)射器、透射接收器、散射接收器和控制器，發(fā)射器用于向透射接收器和散射接收器發(fā)射光信號(hào)；透射接收器用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；散射接收器用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；控制器用于接收所述透射接收器和散射接收器發(fā)來(lái)的電信號(hào)，并根據(jù)兩電信號(hào)計(jì)算得到能見(jiàn)度。進(jìn)一步，所述發(fā)射器、透射接收器和散射接收器的光軸在同一個(gè)水平面上，透射接收器設(shè)置在發(fā)射器的正對(duì)面；散射接收器設(shè)置在發(fā)射器的側(cè)對(duì)面，并與發(fā)射器呈一散射角；發(fā)射器到透射接收器的光程和發(fā)射器到散射接收器的光程相等。進(jìn)一步，所述發(fā)射器與散射接收器間的散射角為20° -50°。進(jìn)一步，所述發(fā)射器與散射接收器間的散射角優(yōu)選為35°。本發(fā)明的前向散射與透射結(jié)合的能見(jiàn)度測(cè)量方法，包括以下步驟1)控制發(fā)射器向透射接收器和散射接收器發(fā)射光信號(hào)；2)透射接收器和散射接收器分別將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；3)控制器接收透射接收器和散射接收器發(fā)來(lái)的電信號(hào)，并根據(jù)兩電信號(hào)計(jì)算得到能見(jiàn)度。
進(jìn)一步，計(jì)算能見(jiàn)度首先需要根據(jù)透射接收器和散射接收器發(fā)來(lái)的電信號(hào)計(jì)算大
權(quán)利要求
1.一種前向散射與透射結(jié)合的能見(jiàn)度測(cè)量?jī)x，其特征在于，包括發(fā)射器、透射接收器、散射接收器和控制器，發(fā)射器用于向透射接收器和散射接收器發(fā)射光信號(hào)；透射接收器用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；散射接收器用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；控制器用于接收所述透射接收器和散射接收器發(fā)來(lái)的電信號(hào)，并根據(jù)兩電信號(hào)計(jì)算得到能見(jiàn)度。
2.如權(quán)利要求I所述的前向散射與透射結(jié)合的能見(jiàn)度測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述發(fā)射器、透射接收器和散射接收器的光軸在同一個(gè)水平面上，透射接收器設(shè)置在發(fā)射器的正對(duì)面；散射接收器設(shè)置在發(fā)射器的側(cè)對(duì)面，并與發(fā)射器呈一散射角；發(fā)射器與透射接收器的光程，發(fā)射器與散射接收器的光程相等。
3.如權(quán)利要求2所述的前向散射與透射結(jié)合的能見(jiàn)度測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述發(fā)射器與散射接收器間的散射角為20° -50°。
4.如權(quán)利要求3所述的前向散射與透射結(jié)合的能見(jiàn)度測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述發(fā)射器與散射接收器間的散射角優(yōu)選為35°。
5.一種如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的能見(jiàn)度測(cè)量?jī)x的能見(jiàn)度測(cè)量方法，包括以下步驟1)控制發(fā)射器向透射接收器和散射接收器發(fā)射光信號(hào)；2)透射接收器和散射接收器分別將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；3)控制器接收透射接收器和散射接收器發(fā)來(lái)的電信號(hào)，并根據(jù)兩電信號(hào)計(jì)算得到能見(jiàn)度。
6.如權(quán)利要求5所述的能見(jiàn)度測(cè)量方法，其特征在于，計(jì)算能見(jiàn)度首先需要根據(jù)透射接收器和散射接收器發(fā)來(lái)的電信號(hào)計(jì)算大氣消光系數(shù)，大氣消光系數(shù)的測(cè)量方程為
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種前向散射與透射結(jié)合的能見(jiàn)度測(cè)量?jī)x及其測(cè)量方法，包括發(fā)射器、透射接收器、散射接收器和控制器，發(fā)射器用于向透射接收器和散射接收器發(fā)射光信號(hào)；透射接收器用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為透射電信號(hào)；散射接收器用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；控制器用于接收所述透射接收器和散射接收器發(fā)來(lái)的電信號(hào)，并根據(jù)兩電信號(hào)計(jì)算得到能見(jiàn)度。通過(guò)散射信號(hào)與透射信號(hào)對(duì)比測(cè)量得到大氣消光系數(shù)，從而測(cè)得大氣能見(jiàn)度。在前向散射測(cè)量的基礎(chǔ)上增加一路透射光的測(cè)量，以透射測(cè)值作為參考對(duì)能見(jiàn)度進(jìn)行修正，以減小環(huán)境灰塵對(duì)鏡頭的污染和發(fā)光管老化引起的功率下降等因素對(duì)儀器測(cè)量結(jié)果的影響。提高儀器的測(cè)量精度延長(zhǎng)鏡頭的清理周期。
文檔編號(hào)G01N21/59GK102636459SQ20121011922
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者余濤, 孟慶巖, 趙云紅, 陳繼平, 顧行發(fā), 高海亮 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所