[發(fā)明專利]測量消光式能見度儀及消光式能見度測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610979959.3
• 申請日: 2016-11-08
• 公開（公告）號: CN106568716B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬舒慶
• 申請（專利權(quán)）人: 中國氣象局氣象探測中心
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N21/53
• 代理公司: 北京中建聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11004
• 代理人: 趙東方;朱麗巖

本發(fā)明公開了一種測量消光式能見度儀，包括可見光或近紅外光源、可見光或近紅外傳感器、紅外傳感器、處理器和電源；所述可見光或近紅外傳感器的光軸與所述可見光或近紅外光源的光軸交叉；所述紅外傳感器接收角與所述可見光或近紅外光源光束重合或部分重合。還公開了一種消光式能見度測量方法。本發(fā)明通過測量在開啟光源和關(guān)閉光源時可見光或近紅外光散射和紅外輻射，進而得到散射系數(shù)及吸收系數(shù)，將散射系數(shù)與吸收系數(shù)求和后得到消光系數(shù)，進而通過能見度計算公式求得能見度測量值，測量過程中完全考慮了大氣中氣溶膠對光的散射和吸收，測量精度高，量程大，成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測量消光式能見度儀消光式能見度測量方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的前向散射能見度儀如圖1所示，可見光光源發(fā)出光束，可見光傳感器接收光源光束在大氣中的散射光，通過計算散射系數(shù)，再利用能見度計算公式計算能見度值，實際上把大氣散射系數(shù)當作消光系數(shù)。由于大氣中有氣溶膠，而氣溶膠不僅對光源進行散射，還會吸收光，因此這種測量方法有較大誤差，隨著大氣中氣溶膠的光學特性不同，其測量誤差也不同。極端情況下，若氣溶膠是完全吸收光的黑體，那么測量誤差就是100%。

傳統(tǒng)的透射能見度儀通過直接測量大氣的衰減而得到消光系數(shù)，即同時測量散射系數(shù)和吸收系數(shù)，但為了能比較準確地測量大氣的衰減，就需要發(fā)射部分和接收部分間隔幾十米，否側(cè)消光系數(shù)就測不準，安裝、維護不方便，并且測量量程小，維護要求高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為解決目前能見度測量儀測量誤差大，測量量程小，安裝及維護不便的技術(shù)問題。

為了解決上述技術(shù)問題，一方面，本發(fā)明提供一種測量消光式能見度儀，包括可見光或近紅外光源、可見光或近紅外傳感器、紅外傳感器、處理器和電源；

所述可見光或近紅外傳感器的光軸與所述可見光或近紅外光源的光軸交叉；所述紅外傳感器接收角與所述可見光或近紅外光源光束重合。

所述處理器用于控制所述可見光或近紅外光源開啟或關(guān)閉，所述可見光或近紅外傳感器用于接收所述可見光或近紅外光源光束在大氣中的前向散射光或背景散射光，所述處理器還用于接收所述可見光或近紅外傳感器輸出的前向散射光測量值或背景散射光測量值；所述紅外傳感器用于接收大氣和大氣中氣溶膠的紅外輻射或背景大氣和大氣中氣溶膠的紅外輻射，所述處理器還用于接收所述紅外傳感器輸出的紅外輻射測量值或背景紅外輻射測量值；

所述處理器還用于根據(jù)所述前向散射光測量值與所述背景散射光測量值的差值計算散射系數(shù)，根據(jù)所述紅外輻射測量值與所述背景紅外輻射測量值的差值計算吸收系數(shù)，求取所述散射系數(shù)與所述吸收系數(shù)的和得到消光系數(shù)，根據(jù)所述消光系數(shù)求得能見度。

進一步地，所述前向散射光測量值和所述背景散射光測量值均與散射光強度成正比；

所述紅外輻射測量值和所述背景紅外輻射測量值均與紅外亮溫成正比。

另外，紅外傳感器相對于可見光或近紅外光源還有另一種設(shè)置方式，對應(yīng)的技術(shù)方案為：

測量消光式能見度儀，包括可見光或近紅外光源、可見光或近紅外傳感器、紅外傳感器、處理器和電源；

所述可見光或近紅外傳感器的光軸與所述可見光或近紅外光源的光軸交叉；所述紅外傳感器接收角與所述可見光或近紅外光源光束部分重合；

所述處理器用于控制所述可見光或近紅外光源開啟或關(guān)閉，所述可見光或近紅外傳感器用于接收所述可見光或近紅外光源光束在大氣中的前向散射光或背景散射光，所述處理器還用于接收所述可見光或近紅外傳感器輸出的前向散射光測量值或背景散射光測量值；所述紅外傳感器用于接收大氣和大氣中氣溶膠的紅外輻射或背景大氣和大氣中氣溶膠的紅外輻射，所述處理器還用于接收所述紅外傳感器輸出的紅外輻射測量值或背景紅外輻射測量值；