氣象光學視程觀測環境模擬裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種環境模擬裝置，尤其是一種氣象光學視程觀測環境模擬裝置。
【背景技術】
[0002]能見度是反映大氣透明度的一個指標，氣象上指為具有正常視力的人在當時的天氣條件下還能夠從天空背景中看到和辨認出目標物的最大水平距離，它可以客觀地測量并用氣象光學視程來表示。世界氣象組織對氣象光學視程的定義是色溫為2700K的白熾燈的平行光束的光通量削弱為其初始值的0.05時所需通過的大氣路徑長度。
[0003]目前，氣象光學視程的觀測設備主要有前向散射式能見度儀、透射式能見度儀、激光能見度自動測量儀和照相式能見度儀等。這些不同種類的能見度觀測設備隨著使用時間的不斷延長，其觀測的精確度和穩定性也會發生一些變化，使其不再能滿足實際使用的要求。為解決能見度觀測設備的標定問題，人們試圖建立起大氣環境近似真實的模擬裝置，如中國發明專利申請CN 104713852 A于2015年6月17日公布的一種可控能見度大氣模擬系統。該模擬系統主要由大氣環境模擬艙、氣溶膠發生系統、供氣循環系統、超凈室、外部顯示系統及控制系統構成。這種模擬系統雖也能實現大氣環境的近似模擬，卻也存在著欠缺之處，首先，分別位于艙體兩端的進、出氣口相距過遠，雖有橫向擾流風扇和縱向軸流風機的紊流作用，但仍難以于艙內獲得空氣樣本均勻的大氣環境，尤為氣溶膠噴出口還位于艙體的中部，在縱向軸流風機的作用下，艙體兩端的氣溶膠濃度是極難相同的，致使大氣環境模擬的近似程度不高；其次，既未屏蔽可見光進入艙內，也未對艙內的散射光進行消光處理，使待定標設備的接收端極易受到多重雜散光的干擾；最后，系統的體積過大、所需設備較多，如橫向擾流風扇、縱向軸流風機和超凈室，使制造模擬系統和標定觀測設備的成本均難以降低。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題為克服現有技術中的欠缺之處，提供一種結構合理、大氣環境模擬近似程度高，用于10m?50km的氣象光學視程標定的氣象光學視程觀測環境模擬裝置。
[0005]為解決本實用新型的技術問題，所采用的技術方案為:氣象光學視程觀測環境模擬裝置包括密閉的模擬艙和其內置的滑動軌道、外置的供氣循環系統，以及控制系統，特別是，
[0006]所述模擬艙的內壁覆有消光層，所述內壁覆有消光層的模擬艙由頂部的正靜壓艙、中部的環境模擬艙和底部的負靜壓艙組成，所述正靜壓艙中置有一根以上的疏氣管，并經上多孔板與環境模擬艙分隔，所述負靜壓艙中置有一根以上的回氣管，且與環境模擬艙經下多孔板分隔；
[0007]所述環境模擬艙中置有行走部件、視頻監控攝像頭、溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器和參正設備；
[0008]所述滑動軌道為固定于環境模擬艙中的縱向軌，所述縱向軌與所述行走部件連接，所述行走部件由與縱向軌動配合連接的橫梁和其上的縱向驅動電機、與橫梁固定連接的高低軌，以及與高低軌動配合連接的儀器座和其上的高低驅動電機組成；
[0009]所述參正設備置于所述儀器座上；
[0010]所述供氣循環系統由連通的送風管道、空氣過濾器、超聲波加濕器和回風管道組成，其中，空氣過濾器和超聲波加濕器并列設置，送風管道的另一端與所述疏氣管連通，回風管道的另一端與所述回氣管連通；
[0011]所述控制系統為監控部件，所述空氣過濾器的控制端、超聲波加濕器的控制端、視頻監控攝像頭的輸出端、溫度傳感器的輸出端、濕度傳感器的輸出端、氣壓傳感器的輸出端、參正設備的輸出端、縱向驅動電機的控制端、高低驅動電機的控制端均與監控部件電連接。
[0012]作為氣象光學視程觀測環境模擬裝置的進一步改進:
[0013]優選地，模擬艙的長度為10m、寬度為3m、高度為3m。
[0014]優選地，正靜壓艙和負靜壓艙的高度均為0.5m。
[0015]優選地，疏氣管和回氣管均為多孔管，其管直徑為10cm、管間距為150cm，管上的孔直徑為1cm、孔中心距為2cm。
[0016]優選地，上多孔板和下多孔板上的孔直徑均為2cm、孔中心距均為3.5cm。
[0017]優選地，溫度傳感器、濕度傳感器和氣壓傳感器分別均為4只，其均分布于環境模擬艙中部的四角。
[0018]優選地，參正設備為前向散射式能見度儀。
[0019]優選地，環境模擬艙中置有其輸出端與監控部件電連接的待標定設備，待標定設備為散射式能見度儀，或透射式能見度儀，或激光能見度自動測量儀，或照相式能見度儀。
[0020]優選地，空氣過濾器和超聲波加濕器均為5臺。
[0021]優選地，監控部件為帶有A/D和D/A轉換接口的微型計算機；利于便捷地由各傳感器、行走部件和通用的硬件架構一一微機以及其內駐的現有成熟的模塊化監控軟件來實現對艙內的溫度、濕度、氣壓和行走部件的監控，不僅避免了過多相應功能集成電路的堆砌，還提高了監控的精度和工作的穩定性。
[0022]相對于現有技術的有益效果是:
[0023]其一，采用頂部正靜壓艙、中部環境模擬艙和底部負靜壓艙的模擬艙結構，以及正靜壓艙中置有的一根以上的疏氣管、負靜壓艙中置有的一根以上的回氣管，再加上正靜壓艙、負靜壓艙與環境模擬艙間均經多孔板分隔，使待標定觀測設備所處的中部環境模擬艙內空氣樣本的交換除由正靜壓艙和負靜壓艙間的氣壓差——主動的定向流動來實現之外，還進一步地使中部環境模擬艙內的空氣樣本，尤其是霧狀空氣樣本得以充分地混合均勻后擴散沉降于待標定觀測設備的測量區域，大大地提高了艙內大氣環境模擬的近似程度。
[0024]其二，模擬艙內壁覆有的消光層杜絕了多重雜散光的干擾，極大地提高了標定的精度。
[0025]其三，僅通過結構上的合理調整就不僅提高了大氣環境模擬的近似程度，還大大地減小了整體的體積和設備的投入，極大地降低了制造和標定的成本，提高了總體的性價比。
[0026]其四，行走部件確保了其上置有的參正設備能測得作為衡量艙內空氣樣本均勻性依據的環境模擬艙內不同位置的氣象光學視程。
[0027]其五，環境模擬艙中置有的溫度傳感器、濕度傳感器和氣壓傳感器既確保了實時地監控環境模擬艙內大氣環境模擬的近似程度，也可于艙內模擬出不同溫度、濕度和氣壓下的大氣環境，拓展了其應用的范圍。
[0028]其六，本裝置通過控制中部環境模擬艙內濕度的大小，實現了在密閉空間中快速、可控地模擬出10m?50km的氣象光學視程觀測環境；其于1小時內可完成氣象光學視程在15m?30km的快速模擬。
【附圖說明】
[0029]圖1是本實用新型的一種基本結構示意圖。
[0030]圖2是本實用新型完成的氣象光學視程在10m?50km的變化曲線圖，圖中的橫坐標為時間、縱坐標為單位為米的氣象光學視程。其中，圖2a為本實用新型將氣象光學視程從10m提高到50km的變化曲線圖，圖2b為本實用新型將氣象光學視程從50km降低到10m的變化曲線圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖對本實用新型的優選方式作進一步詳細的描述。
[0032]參見圖1，氣象光學視程觀測環境模擬裝置的構成如下:
[0033]模擬艙的長度為10m、寬度為3m、高度為3m，其內壁覆有消光層。
[0034]內壁覆有消光層的模擬艙由頂部的正靜壓艙7、中部的環境模擬艙9和底部的負靜壓艙13