激光雨滴譜儀加熱控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種非傳統(tǒng)的用溫度傳感器控制激光雨滴譜儀發(fā)射和接收端加熱，消除凝結(jié)物或附著物的方法，克服了空氣濕度、大氣成分等多種因素對(duì)加熱控制的影響，既可節(jié)省加熱所需電能，又可顯著提高激光雨滴譜儀測(cè)量能力和測(cè)量精度。
【專利說(shuō)明】
激光雨滴譜儀加熱控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于大氣科學(xué)、自動(dòng)化控制領(lǐng)域，具體涉及用于測(cè)量降水的激光雨滴譜儀加熱控制。
【背景技術(shù)】
[0002]激光雨滴譜儀可測(cè)量下落中的雨、冰雹、雪等降水，可計(jì)算各種降雨類型的雨強(qiáng)、雨量以及大氣能見(jiàn)度，還可對(duì)氣象雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。近年來(lái)隨著德國(guó)、美國(guó)等國(guó)家激光雨滴譜儀的引進(jìn)，隨著國(guó)產(chǎn)激光雨滴譜儀的出現(xiàn)，各種激光雨滴譜儀已廣泛用于我國(guó)交通控制、氣象監(jiān)測(cè)與服務(wù)、科學(xué)研究、機(jī)場(chǎng)觀測(cè)、公路氣象監(jiān)測(cè)、水文地理學(xué)、氣象雷達(dá)數(shù)據(jù)校正等應(yīng)用領(lǐng)域。
[0003]激光雨滴譜儀主要用于野外自動(dòng)監(jiān)測(cè)，受野外大氣溫度、濕度和大氣成分等的影響，激光雨滴譜儀的發(fā)射和接收端易產(chǎn)生凝結(jié)物或附著物，直接影響激光雨滴譜儀的測(cè)量能力或測(cè)量精度。為克服凝結(jié)物或附著物的影響，目前激光雨滴譜儀主要通過(guò)溫度傳感器獲取的溫度間接判斷低溫下的凝結(jié)，從而啟動(dòng)加熱裝置對(duì)接收器進(jìn)行加熱，消除接收器上的凝結(jié)物或附著物。
[0004]然而，發(fā)射和接收端的凝結(jié)物或附著物的形成不僅與溫度有關(guān)，還與空氣中的濕度及大氣成分等因子有關(guān)。因此，僅用溫度這個(gè)指標(biāo)間接判斷是否存在凝結(jié)物或附著物，存在一定的誤判，可導(dǎo)致沒(méi)有凝結(jié)物或附著物時(shí)啟動(dòng)激光雨滴譜儀加熱裝置，消耗野外監(jiān)測(cè)配備的寶貴電能；也可導(dǎo)致存在凝結(jié)物或附著物時(shí)未能啟動(dòng)激光雨滴譜儀加熱裝置，影響激光雨滴譜儀的監(jiān)測(cè)能力和測(cè)量精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述多用溫度間接判斷低溫下凝結(jié)的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種直接測(cè)量激光雨滴譜儀接收器的輸出電壓值控制發(fā)射和接收端加熱的方法。這種方法改變了傳統(tǒng)用溫度傳感器控制激光雨滴譜儀發(fā)射和接收端加熱的方法，克服了空氣濕度、大氣成分等多種因素對(duì)加熱控制的影響，既可節(jié)省加熱所需電能，又可顯著提高激光雨滴譜儀測(cè)量能力和測(cè)量精度。
[0006]本發(fā)明的目的在于提出一種激光雨滴譜儀加熱控制方法，用于準(zhǔn)確判斷凝結(jié)物或附著物的存在，并克服凝結(jié)物或附著物對(duì)激光雨滴譜儀測(cè)量的影響。其方法主要包括以下步驟:
[0007]1.從激光雨滴譜儀每次采樣時(shí)刻t獲取接收器輸出電壓值U (t)。
[0008]2.判斷t時(shí)刻U(t)值得大小。
[0009]3.當(dāng)U (t) ( Unin時(shí)啟動(dòng)激光雨滴譜儀發(fā)射和接收端加熱；其中閾值Umin =U。+ Δ Unax, U0為最小可測(cè)電壓，Δ Unax為最大雨滴消光對(duì)應(yīng)的電壓值。
[0010]4.當(dāng)U (t) ^ Unax時(shí)終止激光雨滴譜儀發(fā)射和接收端加熱；其中閾值Umax為接收器最大輸出電壓值。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0012]本發(fā)明通過(guò)直接測(cè)量激光雨滴譜儀接收器的輸出電壓值，能準(zhǔn)確判定接收端是否存在凝結(jié)物或附著物，正確啟動(dòng)和關(guān)閉加熱裝置，在提高測(cè)量能力和測(cè)量精度的同時(shí)，可大大節(jié)省電能。特別是激光雨滴譜儀這種野外監(jiān)測(cè)設(shè)備，主要配備的是太陽(yáng)能等電池，如果耗電太大，不僅要增加設(shè)備供電成本，還可能縮短設(shè)備在陰雨天連續(xù)工作時(shí)間，進(jìn)而影響設(shè)備的監(jiān)測(cè)能力。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的激光雨滴譜儀加熱控制基本原理圖，圖2為本發(fā)明的激光雨滴譜儀加熱控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合說(shuō)明書附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0015]如圖1、圖2所示，本發(fā)明的激光雨滴譜儀加熱控制方法包括以下步驟:
[0016]I)在激光雨滴譜儀每個(gè)采樣時(shí)刻t從接收器直接獲取輸出電壓值U (t)。
[0017]2)根據(jù)t時(shí)刻得到的U(t)值與事先設(shè)置的閾值1]_、1]_行比較；其中閾值1]_ =U。+ Δ Umax，U0為接收器最小可測(cè)電壓，Δ Unax為最大雨滴消光對(duì)應(yīng)的電壓值；閾值Umax為接收器最大輸出電壓值。
[0018]3)當(dāng)U(t) <U_時(shí)，啟動(dòng)激光雨滴譜儀發(fā)射和接收端加熱裝置，并返回I);當(dāng)U (t) > Umin時(shí)，進(jìn)入下一步4) O
[0019]4)判斷加熱裝置是否工作，如果加熱裝置處于關(guān)閉狀態(tài)，返回I)。
[0020]5)如果加熱裝置處在工作狀態(tài)，當(dāng)U (t) < Unax時(shí)，返回I)。
[0021]6)當(dāng)U (t) ^ Unax時(shí)，終止激光雨滴譜儀發(fā)射和接收端加熱，一次加熱過(guò)程結(jié)束。
[0022]最后需要注意的是，公布實(shí)施方式的目的在于幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明及所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換和修改都是可能的。因此，本發(fā)明不應(yīng)局限于實(shí)施例所公開(kāi)的內(nèi)容，本發(fā)明要求保護(hù)的范圍以權(quán)利要求書界定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種激光雨滴譜儀加熱控制方法，是根據(jù)激光雨滴譜儀接收器的輸出電壓值控制發(fā)射和接收端加熱的方法。這種方法改變了傳統(tǒng)用溫度傳感器控制激光雨滴譜儀發(fā)射和接收端加熱的方法，克服了濕度、大氣成分等多種因素對(duì)加熱控制的影響，既可節(jié)省加熱所需電能，又可顯著提高激光雨滴譜儀測(cè)量能力和測(cè)量精度。其特征在于，包括以下步驟: 1)從激光雨滴譜儀每次采樣時(shí)刻t獲取接收器輸出電壓值u(t)。 2)判斷t時(shí)刻U(t)值得大小。 3)當(dāng)U(t)彡Unin時(shí)啟動(dòng)激光雨滴譜儀發(fā)射和接收端加熱；其中閾值1]_= U0+AUnax,U0為最小可測(cè)電壓，Δυ_為最大雨滴消光對(duì)應(yīng)的電壓值。 4)當(dāng)U(t)U_時(shí)終止激光雨滴譜儀發(fā)射和接收端加熱；其中閾值1]_為接收器最大輸出電壓值。2.如權(quán)利要求1所述的激光雨滴譜儀加熱控制方法，其特征在于，所述的激光雨滴譜儀包括可見(jiàn)光和紅外波段的激光雨滴譜儀。3.如權(quán)利要求1所述的激光雨滴譜儀加熱控制方法，其特征在于，所述的激光雨滴譜儀包括單束光和多束光的激光雨滴譜儀。4.如權(quán)利要求1所述的激光雨滴譜儀加熱控制方法，其特征在于，所述的加熱包括僅對(duì)激光雨滴譜儀發(fā)射端的加熱，僅對(duì)接收端的加熱，以及對(duì)激光雨滴譜儀的整體加熱。
【文檔編號(hào)】G01W1/14GK105891910SQ201410459212
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年9月11日
【發(fā)明人】鄧勇, 錢昆鵬
【申請(qǐng)人】鄧勇, 錢昆鵬