[實用新型]一種顆粒系統對激光信號影響的多功能測量裝置

有效

• 申請號: 201720719656.8
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN206862833U
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 鐘海超;謝莉;杜志新
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02;G01N15/06
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙)62201
• 代理人: 趙立權

技術領域

本實用新型屬于物理實驗技術領域，涉及一種顆粒系統對激光信號影響的多功能測量裝置。

背景技術

隨著傳統通信技術與傳統雷達技術及現代激光技術的融合發展，激光在雷達技術和通信技術中得到了廣泛的發展和應用。由于激光具有亮度高、方向性強、單色性好、相干性強等特點，因此，與傳統通信技術相比，激光通信具有通信容量大、保密性強、方向性強、經濟成本低等特點。但相應地，大氣中懸浮的顆粒物如霧、煙、塵埃、沙塵等對激光信號有著散射和吸收作用，使得激光信號在低能見度天氣下會受到嚴重的衰減和去極化作用。而顆粒系統的粒度分布、顆粒濃度、顆粒濕度、顆粒帶電量、顆粒的化學成分等均對激光有不同程度的影響，然而其中哪些是顯著影響的因素，目前因缺乏相關的實驗測量裝置導致沒有較好的研究結果。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對現有技術存在的問題，提供一種顆粒系統對激光信號影響的多功能測量裝置，該測量裝置可精確測量到顆粒在不同濕度、不同濃度、不同帶電量、不同粒度分布等條件下對激光信號衰減和去極化的影響。

為此，本實用新型采用如下技術方案：

一種顆粒系統對激光信號影響的多功能測量裝置，包括顆粒懸浮單元、電荷測量單元和激光信號測量單元，其中：

所述顆粒懸浮單元包括一個由透明材料制成的防塵箱和一個顆粒儲存箱，所述顆粒儲存箱位于防塵箱內的底部，所述顆粒儲存箱內設有濾網，顆粒儲存箱的四壁設有風扇；所述防塵箱的兩側分別設有激光通孔，所述激光通孔處安裝有激光透鏡；所述防塵箱的其中一個側壁設有開啟門；

所述電荷測量單元包括法拉第筒、靜電計和電子秤，所述法拉第筒和電子秤位于防塵箱內的底部，且所述法拉第筒放置在電子秤上，所述靜電計位于防塵箱外，所述法拉第筒與靜電計電連接；

所述激光信號測量單元包括設置在防塵箱兩側的第一升降桿和第二升降桿以及激光功率計，所述第一升降桿和第二升降桿上分別固定有第一升降平臺和第二升降平臺，所述第一升降平臺和第二升降平臺可隨第一升降桿和第二升降桿的升降分別做上下移動；所述第一升降平臺上設有激光器，所述激光器發射出的激光束與激光器所在一側的激光透鏡相對應；所述激光功率計包括激光功率傳感器和激光功率計表頭，所述激光功率傳感器位于第二升降平臺上并與激光功率計表頭相連接，且所述激光功率傳感器與其所在一側的激光透鏡相對應。當激光器發射出的激光束穿過防塵箱兩側的激光透鏡后，可由激光功率計實時測量所穿出激光束的功率大小。

進一步地，為增加防塵箱內的濕度變化，所述測量裝置還包括濕度控制單元，所述濕度控制單元包括加濕器、濕氣管和溫濕度儀，所述溫濕度儀包括相互連接的溫濕度傳感器和溫濕度儀表頭，所述加濕器和溫濕度儀表頭位于防塵箱外，所述溫濕度傳感器位于防塵箱內，所述濕氣管一端連接加濕器、另一端伸入防塵箱內，且濕氣管位于防塵箱內的部分設有出氣孔。

進一步地，所述顆粒懸浮單元還包括風扇轉速控制器，所述風扇轉速控制器分別與顆粒儲存箱四壁的風扇相連接并位于防塵箱外，通過操作風扇轉速控制器可調節顆粒儲存箱四壁的風扇的轉速大小，以此控制顆粒儲存箱內的風力大小。

進一步地，所述多功能測量裝置還包括用于監測測量數據的PC機，所述PC機分別與靜電計、電子秤和激光功率計表頭相連接。

進一步地，所述防塵箱的兩側各設有兩個激光通孔，且防塵箱兩側的激光通孔兩兩對應，形成用于兩束激光通過的兩組激光通孔；所述激光器和激光功率計也包括兩組，分別與兩組激光通孔相對應。其中一組的激光器通過發射550納米波長的激光來監測防塵箱內的顆粒濃度和能見度，另一組則用于監測任意波長的激光在顆粒懸浮系統中的功率變化。

進一步地，為了測量顆粒系統在不同條件下對激光偏振方向的影響，所述激光功率傳感器與激光通孔之間還設有格蘭激光棱鏡，所述格蘭激光棱鏡固定于棱鏡支架上并可隨棱鏡支架作轉動。

進一步地，所述第一升降平臺和第二升降平臺上分別設有滑槽，所述激光器和激光功率傳感器安裝于滑槽上并可沿滑槽作水平移動，以便于激光的對準。