[發明專利]一種激光雨滴譜儀

有效

• 申請號: 201310070017.X
• 申請日: 2013-03-05
• 公開（公告）號: CN103149605A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 張垚
• 申請（專利權）人: 北京敏視達雷達有限公司
• 主分類號: G01W1/14
• 分類號: G01W1/14
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及光學設備領域，尤其是涉及一種激光雨滴譜儀。

背景技術

雨滴譜是指在單位體積內雨滴大小的分布。雨滴譜觀測是云降水物理學研究的重要內容之一，通過雨滴譜可以計算各種降水物理參量(如粒子數密度、雨水含量、雨強和雷達反射率因子)以及雨滴對微波的衰減、建立雷達反射率因子和降水強度之間的經驗關系等。

傳統的測量雨滴譜的方法主要有濾紙色斑法、動力學法、面粉球法、快速攝影法和浸潤法等。這些傳統的方法都需要大量的人工參與，無法完成對雨滴譜的自動測量，因此測量效率很低。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種激光雨滴譜儀，以實現能夠自動測量雨滴譜，從而減少人工參與，提供測量效率。

為此，本發明解決技術問題的技術方案是：

本發明提供了一種激光雨滴譜儀，所述激光雨滴譜儀包括：激光發射器、激光接收器以及處理模塊；所述激光發射器和激光接收器之間間隔預設距離；

所述激光發射器用于發射激光；

所述激光接收器用于接收所述激光發射器發射的激光，并將接收到的激光進行光電轉換，將轉換后的電信號發送至所述處理模塊；

所述處理模塊用于根據接收到的電信號判斷所述激光接收器接收的激光強度與基準強度相比的下降幅度是否大于預設幅值，如果是，則根據所述接收到的電信號、激光接收器接收的激光尺寸和基準強度計算雨滴直徑；

其中，所述基準強度為所述激光發射器和激光接收器之間沒有障礙物時，所述激光接收器接收到的激光強度。

優選地，所述激光發射器發射的激光全部被所述激光接收器接收，所述激光發射器發射的是平行激光束；

則計算出的雨滴直徑其中，ΔP為所述基準強度與所述激光接收器接收到的激光強度之差，P₁為所述基準強度，r為所述激光發射器發射的平行激光束的寬度。

優選地，所述處理模塊在計算雨滴直徑時還用于循環判斷所述激光接收器接收的激光強度是否等于基準強度，直至判斷結果為是，則根據所述接收到的電信號計算雨滴速度。

優選地，所述激光發射器發射的是周期性脈沖平行激光束；

所述處理模塊在計算雨滴直徑時還用于記錄激光接收器接收到的脈沖個數；

所述處理模塊計算出的雨滴速度為其中，f為所述周期性脈沖平行激光束的頻率，l為所述處理模塊根據所述接收到的電信號判斷的所述激光接收器接收到的與基準強度相比的下降幅度大于預設幅值的連續激光脈沖的個數。

優選地，所述處理模塊還用于根據測量到雨滴直徑和雨滴速度計算降水量、降雨強度、降水能見度和雷達反射率中的一種或多種參數。

優選地，所述處理模塊還用于記錄預設組數目的激光接收器接收到的峰值激光強度，并將記錄的預設值數目的峰值激光強度的平均值作為基準強度。

優選地，所述激光雨滴譜儀還包括加熱模塊；

所述加熱模塊用于對所述激光發射器和激光接收器進行加熱。

優選地，所述激光雨滴譜儀還包括多個防雨模塊；各個防雨模塊的頂部為尖端形狀，并且所述多個防雨模塊分別設置于所述激光雨滴譜儀的激光發射器、激光接收器和處理模塊的頂部。

優選地，所述激光雨滴譜儀還包括安裝預埋件；所述安裝預埋件用于設置于地下，以固定所述激光雨滴譜儀。

優選地，所述處理模塊還用于計算單位時間內雨滴數量。

通過上述技術方案可知，在本發明中通過激光發射器發射激光，并且在激光發射器和激光接收器之間間隔預設距離，當雨滴掉落在激光發射器和激光接收器之間，也就是阻擋了激光發射器發給激光接收器的激光時，則會使得激光接收器接收到的激光強度發生突變式下降，即與基準強度相比下降幅度大于預設幅值，此時處理模塊根據激光接收器接收到的激光強度轉換成的電信號、激光接收器接收的激光尺寸和基準強度計算出雨滴直徑。因此，本發明中利用激光實現了自動測量雨滴譜，減少了人工參與，提高了測量效率。

附圖說明

圖1為本發明提供的激光雨滴譜儀的一具體實施例的結構示意圖；

圖2為一平行激光束的示意圖；

圖3為一種防雨模塊的示意圖；

圖4為一種支撐桿的示意圖；

圖5為本發明提供的激光雨滴譜儀的另一具體實施例的結構示意圖；

圖6為本發明提供的激光雨滴譜儀的另一具體實施例的結構示意圖；

圖7為本發明提供的激光雨滴譜儀的另一具體實施例的結構示意圖。