專利名稱：大氣透射式能見度儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種透射式能見度儀，特別是涉及一種能抑制雜散光的大氣透射
式能見度儀。
背景技術(shù)：
由于大氣中的沙塵顆粒和霧氣含量對(duì)大氣能見度距離的影響，而能見度的高低對(duì) 人的戶外活動(dòng)有著直接的影響，其中對(duì)交通運(yùn)輸業(yè)的影響尤為嚴(yán)重?，F(xiàn)代生活中機(jī)場(chǎng)、高速 公路還常常因能見度過(guò)低，不得不暫時(shí)關(guān)閉停運(yùn)。在能見度較低的時(shí)候，我們就需要做出判 斷，是否關(guān)閉機(jī)場(chǎng)、高速公路或停止某些作業(yè)。大氣能見度測(cè)量?jī)x能夠提供實(shí)時(shí)的、精確的 能見度數(shù)據(jù)，為我們提供了科學(xué)的決策依據(jù)。 目前能見度測(cè)量的裝置是能見度測(cè)量?jī)x，其組成部分主要包括發(fā)射光學(xué)天線、接 收光學(xué)天線、信號(hào)采集和處理四個(gè)部分。根據(jù)測(cè)量光的特性的不同，能見度測(cè)量?jī)x可分為三 種類型前向散射能見度測(cè)量?jī)x、后向散射能見度測(cè)量?jī)x和透射能見度測(cè)量?jī)x。前向散射能 見度測(cè)量?jī)x是通過(guò)測(cè)量發(fā)射光線傳播中的前向散射光來(lái)測(cè)量能見度；后向散射能見度測(cè)量 儀是通過(guò)測(cè)量發(fā)射光線傳播中的后向散射光來(lái)測(cè)量能見度；透視能見度測(cè)量?jī)x是通過(guò)測(cè)量 發(fā)射光線傳播中的透視光來(lái)測(cè)量能見度。三種能見度測(cè)量?jī)x的發(fā)射光學(xué)天線和接收光學(xué)天 線的結(jié)構(gòu)基本一致。發(fā)射光學(xué)天線都包括光源和發(fā)射透鏡，接收光學(xué)天線都包括接收透鏡 和光檢測(cè)器，發(fā)射透鏡和接收透鏡外均有保護(hù)窗玻璃，使其保持潔凈。 上述三種能見度測(cè)量?jī)x的原理都基本相同，且都可作如下描述假設(shè)在大氣能見 度條件相當(dāng)好的條件下，發(fā)射光學(xué)天線的光源發(fā)射出一定功率的測(cè)量光，接收光學(xué)天線的 光檢測(cè)器接收到一定的入射光后產(chǎn)生光電流，該電流經(jīng)放大電路放大后的輸出電壓為UR; 在能見度測(cè)量時(shí)發(fā)射光學(xué)天線的光源發(fā)射出相同功率的測(cè)量光，接收光學(xué)天線的光檢測(cè)器 接收到一定的入射光后產(chǎn)生光電流，該電流經(jīng)放大電路放大后的輸出電壓為U'R，通常由于 通過(guò)被測(cè)大氣通道，造成測(cè)量光的衰減，使得U'R < UR，根據(jù)其差值A(chǔ)UR = UR-U'R即能夠 計(jì)算出大氣能見度數(shù)據(jù)。 目前通常使用可見光作為測(cè)量光源，為減少外界雜散光對(duì)測(cè)量精度的影響，均采 用光譜濾波技術(shù)，但該方案的不足之處在于由于大多數(shù)雜散光特別是太陽(yáng)光的光譜范圍 與能見度儀測(cè)量光譜是重疊的，即便測(cè)量系統(tǒng)采用了光譜過(guò)濾技術(shù)，仍有相當(dāng)部分的雜散 光進(jìn)入測(cè)量系統(tǒng)，使探測(cè)器達(dá)到飽和，造成測(cè)量精度的下降，使得大氣能見度測(cè)量?jī)x的測(cè)量 精確度不理想，特別是在露天的晴天環(huán)境下，測(cè)量數(shù)據(jù)和真實(shí)值的偏差會(huì)很大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種透射式能見度儀，能最大限度地抑制 大氣環(huán)境中的各類雜散光對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的干擾，使該儀器在任何環(huán)境中，都能夠精確測(cè)量大 氣能見度。 本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是大氣透射式能見度儀，包括光源、
3發(fā)射透鏡、接收透鏡、帶通濾光鏡、光檢測(cè)器和處理器，在所述帶通濾光鏡的前端設(shè)置一個(gè) 中心有小孔的光闌。 本實(shí)用新型的有益效果是由于采用了光闌遮擋雜散光，本實(shí)用新型能最大限度 地抑制大氣環(huán)境中的各類雜散光對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的干擾，使該儀器在任何環(huán)境中，都能夠精確 測(cè)量大氣能見度，在強(qiáng)太陽(yáng)光的露天氣象環(huán)境下，測(cè)量精確度的提高尤其明顯。本實(shí)用新型 的大氣透射式能見度儀可應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)、高速公路、港口、大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)、旅游景區(qū)等露天環(huán) 境，也可用于地鐵隧道等一些特殊環(huán)境。

圖1是現(xiàn)有的大氣透射式能見度儀的工作示意圖。 圖2是本實(shí)用新型的大氣透射式能見度儀的工作示意圖。 圖3是采用本實(shí)用新型測(cè)量的大氣能見度數(shù)據(jù)和真實(shí)大氣能見度數(shù)據(jù)的對(duì)比曲 線圖。
具體實(shí)施方式現(xiàn)有的大氣透射式能見度儀的工作示意圖如圖1所示，發(fā)射光學(xué)天線的光源發(fā)射 出一定功率的測(cè)量光2，通過(guò)發(fā)射透鏡7和接收透鏡1后會(huì)聚在帶通濾光鏡4上，最后進(jìn)入 光檢測(cè)器5的的光敏面，同時(shí)雜散光3也通過(guò)發(fā)射透鏡7和接收透鏡1后會(huì)聚在帶通濾光 鏡4上，最后也進(jìn)入光檢測(cè)器5的的光敏面，這樣光檢測(cè)器接收到入射光包含有雜散光3產(chǎn) 生的入射光，精度就受到了大大的影響。 本實(shí)用新型在原有的帶通濾光鏡4的前端設(shè)置一個(gè)中心有小孔的光闌6，如圖2所 示，發(fā)射光學(xué)天線的光源發(fā)射的測(cè)量光2，通過(guò)發(fā)射透鏡7后形成平行光束，再穿過(guò)需測(cè)量 的一段長(zhǎng)度的目標(biāo)環(huán)境大氣，然后再通過(guò)接收透鏡1后聚焦在光闌6中心的小孔內(nèi)，最后通 過(guò)帶通濾光鏡4進(jìn)入光檢測(cè)器5的的光敏面，這樣絕大多數(shù)的雜射光3由于與測(cè)量光軸線 不平行，因而不能聚焦到光闌6中心的小孔內(nèi)，這些非光軸平行的雜射光被光闌6遮擋，不 能進(jìn)入光檢測(cè)器5的光敏面，使測(cè)量光2能夠保持相對(duì)的純凈，從而保證了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確 性。大氣透射式能見度儀正是通過(guò)比較穿過(guò)目標(biāo)環(huán)境大氣前后的測(cè)量光的光功率，計(jì)算出 衰減值，從而推導(dǎo)出大氣能見度的數(shù)據(jù)。 當(dāng)然，極少部分與光軸幾乎平行的雜散光3仍能通過(guò)光闌6上的小孔進(jìn)入光檢測(cè) 器5，并經(jīng)過(guò)光檢測(cè)器5轉(zhuǎn)換為微弱的直流電信號(hào)，而能見度儀的測(cè)量光束采用了調(diào)制光信 號(hào)技術(shù)，并經(jīng)過(guò)光檢測(cè)器5轉(zhuǎn)換為lKHz的方波電信號(hào)。當(dāng)這兩種電信號(hào)一起進(jìn)入放大電路 的帶通濾波器單元時(shí)(f0 = lKHz)，由雜散光產(chǎn)生的電信號(hào)被放大電路的帶通濾波器徹底 去除，僅有測(cè)量光信號(hào)能夠通過(guò)放大電路的帶通濾波器。 圖3是采用本實(shí)用新型測(cè)量的大氣能見度數(shù)據(jù)和真實(shí)大氣能見度數(shù)據(jù)的對(duì)比曲 線圖，可以看出，使用本實(shí)用新型測(cè)量的大氣能見度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度明顯優(yōu)于使用現(xiàn)有技術(shù) 測(cè)量的大氣能見度數(shù)據(jù)，它更接近于真實(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求大氣透射式能見度儀，包括光源、發(fā)射透鏡(7)、接收透鏡(1)、帶通濾光鏡(4)、光檢測(cè)器(5)和處理器，其特征在于在所述帶通濾光鏡(4)的前端設(shè)置一個(gè)中心有小孔的光闌(6)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種透射式能見度儀，能最大限度地抑制大氣環(huán)境中的各類雜散光對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的干擾，使該儀器在任何環(huán)境中，都能夠精確測(cè)量大氣能見度。大氣透射式能見度儀，包括光源、發(fā)射透鏡、接收透鏡、帶通濾光鏡、光檢測(cè)器和處理器，在所述帶通濾光鏡的前端設(shè)置一個(gè)中心有小孔的光闌。本實(shí)用新型由于采用了光闌遮擋雜散光，本實(shí)用新型能最大限度地抑制大氣環(huán)境中的各類雜散光對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的干擾，使該儀器在任何環(huán)境中，都能夠精確測(cè)量大氣能見度，在強(qiáng)太陽(yáng)光的露天氣象環(huán)境下，測(cè)量精確度的提高尤其明顯。本實(shí)用新型的大氣透射式能見度儀可應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)、高速公路、港口、大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)、旅游景區(qū)等露天環(huán)境，也可用于地鐵隧道等一些特殊環(huán)境。
文檔編號(hào)G01N21/61GK201503396SQ200920309350
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者呂軍, 張珂, 楊寧, 程紹榮, 蔣紅星, 魏全忠, 魏慧林 申請(qǐng)人:四川科奧達(dá)技術(shù)有限公司