專利名稱：前向散射能見度測量儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于自動檢測裝置范圍，特別涉及一種前向散射能見度測量儀。
背景技術：
霧是一種災害性天氣現象，它往往使能見度降低。近地面層一旦出現大霧或濃霧將會對航空、鐵路、公路、電力輸送、工農業生產造成嚴重影響和災害。機場航班延誤；公路上發生重大撞車事故，嚴重威脅人的生命、財產安全；電力輸送因潮濕漏電發生跳閘現象，引起工農業生產停產。目前已成為世界上許多國家特別關注的又一重大氣象災害。
現有霧天能見度探測包括后向散射、前向散射和在一定寬度范圍內的積分散射三種測試裝置。又可分為透射法和散射法兩大類，前者測量準確度較高，特別適合于航空氣象觀測的需要，但價格昂貴，使用場合受到限制(必須有基線)；散射法的測量精度在低能見度時較好，在高能見度時較差，價格低，使用方便靈活，可在機場、高速公路、港口、自動氣象觀測系統中使用。在測量大氣的能見度儀器方面產品很多，其中芬蘭Vaisala Oyj，公司生產的FS11作為機場跑道的前向散射式能見度傳感器視程可達75公里，是世界上能見度儀的最新技術。目前國內以引進吸收國外技術為主，進行符合中國特點的能見度儀的研究。國內長春氣象儀器研究所的SS-1型前向散射式能見度儀，和芬蘭的FD12能見度儀都是以紅外光作為發射光源，以單光路、單通道進行發射。SS-1d測量范圍達到10～10000M。但是有一個缺點是穩定性較差，常有“死機”現象發生。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種前向散射能見度測量儀，由發射器、接收器、控制箱、微機、電源及發射光源穩定度檢測裝置組成，其特征在于在基座1上豎一根支架7，發射器8，接收器6分別架在支架7的橫架兩頭，控制箱4固定在支架7的中部，從控制箱4引出信號線5穿過支架7分別和發射器8，接收器6連接，在發射器8，接收器6之間串接定時器13和控制器10，在發射器8的固定架上安裝遮擋板9；引出信號電纜線3和微機系統11連接；電源2由電纜線接入控制箱4。其發射光源穩定度檢測裝置是在發射器8和接收器6的前端加裝堵頭14，兩個堵頭之間用光纖16連接，在接收器6的輸出端接有信號檢測儀表15。
所述控制箱4包括信號采集、信號處理、調制解調器和通訊接口。
所述控制箱的通訊口包括RS-232接口RS-485雙線接口。
所述發射器的發射光源為紅外發光二極管LED，其波長為930nm。
本實用新型的有益效果1.采用前向散射原理設計，并采用紅外發射光源和電路監測反饋技術，發射光強、確保光源的穩定性。2.采用了信號相干累積技術有效地提高了信噪比，使測量范圍達到10m～20Km。3.數據顯示模塊形象直觀地顯示能見度、霧的濃度等級隨時間的實時變化曲線。4.儀器本身的異常狀態可以直接顯示告警信號，便于及時維修處理。
圖1為前向散射能見度測量儀結構示意圖。
圖2為圖1的工作原理組成框圖。
圖3為圖1的發射光源穩定度檢測裝置結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型提供一種前向散射能見度測量儀。在圖1所示的前向散射能見度測量儀結構示意圖中，在基座1上豎一根支架7，發射器8，接收器6分別架在支架7的橫架兩頭，控制箱4固定在支架7的中部，從控制箱4引出信號線5穿過支架7分別和發射器8，接收器6連接，在發射器8，接收器6之間串接定時器13和控制器10，在發射器8的固定架上安裝遮擋板9；引出信號電纜線3和微機系統11連接；電源2由電纜線接入控制箱4。
圖3所示為本測量儀的發射光源穩定度檢測裝置，是在發射器8和接收器6的前端加裝堵頭14，兩個堵頭之間用光纖16連接，在接收器6的輸出端接有信號檢測儀表15。該發射光源穩定度檢測裝置用于定期檢測發射光源的穩定度，便于及時對發射光源進行維護。
本實用新型的發射器8為采用峰值波長為930nm的紅外發光二極管LED作為發射源，用雙光路通道法監測，并調節發射器的光強，用于保證光源穩定；在接收器6前端的光路上，垂直于光路軸線設置有遮擋板9，它能吸收掉絕大部分的來自地表面的反射光及空氣質點多次散射而形成的漫射光，因此，接收器只能接受少數漫射光，克服了信號飽和現象。同時接收器6采用寬帶低噪聲高靈敏度同相放大檢波電路，使用信號相干積累技術，有效地提高了信噪比，使測量范圍達到10m～20Km。較大的測量范圍，并且發射器8，接收器6之間串接定時器13和控制器10，控制定時采集的時間間隔；控制箱4包括信號采集、信號處理、調制解調器和通訊接口(如圖2所示)；室外控制箱4采集到的霧天光信號，經信號處理、調制解調后由通訊接口RS-232或RS-485輸送至微機系統11。該檢測信息通過數據處理軟件自動處理檢測信息，實時顯示1分鐘和10分鐘平均能見度值，每分鐘更新一次相應的霧的等級，用鼠標點擊，可準確讀取能見度數值。定標模塊對儀器測量值進行定標校準。系統實時存儲每小時能見度值、每分鐘能見度值、按15秒取樣率記錄的前向散射功率、背景光強度，這些基數據可供計算有關參量，另外對儀器狀態異常直接顯示告警信號。
權利要求1.一種前向散射能見度測量儀，由發射器、接收器、控制箱、微機、電源組成，其特征在于在基座(1)上豎一根支架(7)，發射器(8)，接收器(6)分別架在支架(7)的橫架兩頭，控制箱(4)固定在支架(7)的中部，從控制箱(4)引出信號線(5)穿過支架(7)分別和發射器(8)，接收器(6)連接，在發射器(8)，接收器(6)之間串接定時器(13)和控制器(10)，在發射器(8)的固定架上安裝遮擋板(9)；引出信號電纜線(3)和微機系統(11)連接；電源(2)由電纜線接入控制箱(4)；具發射光源穩定度檢測裝置是在發射器(8)和接收器(6)的前端加裝堵頭(14)，兩個堵頭之間用光纖(16)連接，在接收器(6)的輸出端接有信號檢測儀表(15)。
2.根據權利要求1所述前向散射能見度測量儀，其特征在于所述控制箱4包括信號采集、信號處理、調制解調器和通訊接口。
3.根據權利要求2所述前向散射能見度測量儀，其特征在于所述通訊口包括RS-232接口和RS-485雙線接口。
4.根據權利要求1所述前向散射能見度測量儀，其特征在于所述發射器的發射光源為紅外發光二極管LED，其波長為930nm。
專利摘要本實用新型公開了屬于自動檢測裝置范圍的一種前向散射能見度測量儀。其發射器、接收器分別架在支架的橫架兩頭，控制箱固定在支架的中部，控制箱的引出信號線穿過支架分別和發射器、接收器連接；遮擋板安裝在發射器的固定架上，并垂直于接收器前端光路軸線；引出信號電纜線和微機系統連接，加裝發射光源穩定度檢測裝置；電源由電纜線接入控制箱。本實用新型克服了現有技術的光信號飽和現象，采用寬帶低噪聲高靈敏度同相放大檢波電路，使用信號相干積累技術，有效地提高了信噪比，使測量范圍達到10m～20Km較大的測量范圍。通過數據處理軟件自動處理檢測信息，實時顯示，每分鐘更新一次相應的霧的等級和對儀器狀態異常直接顯示告警信號。
文檔編號G01N15/06GK2816800SQ20052010406
公開日2006年9月13日 申請日期2005年8月18日 優先權日2005年8月18日
發明者胡玉峰, 曾書兒, 顧松山, 李祥超, 陳鐘榮, 王改利, 劉鈞, 涂鋼, 莫月琴 申請人:北京華創升達高科技發展中心