[發(fā)明專利]一種能見度傳感器及其自清潔方法和標(biāo)定方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910939401.6
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110596047A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張可可;鄭學(xué)勇;劉世萱;陳世哲;王波;趙強(qiáng);萬曉正;張繼明;閆星魁
• 申請（專利權(quán)）人: 山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: G01N21/53
• 分類號: G01N21/53;G01N21/27;G01N21/15
• 代理公司: 37247 青島華慧澤專利代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 劉娜

本發(fā)明公開了一種能見度傳感器及其自清潔方法和標(biāo)定方法，該傳感器包括發(fā)射端、接收端和連接部分，所述連接部分為雙層圓環(huán)結(jié)構(gòu)，上層圓環(huán)為可旋轉(zhuǎn)圓環(huán)，其上安裝有清潔刷和標(biāo)定片，下層圓環(huán)為固定圓環(huán)，其上安裝有發(fā)射窗口、透射接收窗口和散射接收窗口，所述發(fā)射端安裝于發(fā)射窗口外，所述接收端包括透射接收端和散射接收端，分別安裝于透射接收窗口和散射接收窗口外；所述清潔刷和標(biāo)定片分別設(shè)置三個，三個清潔刷分別位于上述三個窗口的同一側(cè)相同位置上，三個標(biāo)定片分別位于上述三個窗口的另一側(cè)相同位置上，本發(fā)明所公開的能見度傳感器能夠長期在海上惡劣的環(huán)境下使用，根據(jù)環(huán)境條件可以隨時啟動清潔和標(biāo)定，具有很好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能見度傳感器，特別涉及一種可以自清潔和在海上標(biāo)定的能見度傳感器。

背景技術(shù)

大氣能見度是反映大氣透明度的一個指標(biāo)，是氣象觀測的基本參數(shù)之一，對環(huán)境保護(hù)、交通運(yùn)輸?shù)榷加兄卮蟮挠绊憽Ｄ芤姸葴y量方法主要有透射法和散射法，透射式能見度儀接收信號強(qiáng)、信噪比高，采樣體積大，測量精度高，但由于透射式能見度儀的發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)為分體式，發(fā)射接收之間不能有遮擋，占地面積大，現(xiàn)場調(diào)試較為困難，探測精度有賴于基線長度，探測范圍也受基線長度的影響，且透射式能見度儀對光學(xué)器件的污染十分敏感。散射式能見度儀分為后向散射式能見度儀和前向散射式能見度儀。后向散射式能見度儀結(jié)構(gòu)簡單、取樣面積大，但在發(fā)射端和接收端不能有遮擋物，對安裝場地有較高要求。前向散射式能見度儀結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡單、易于維護(hù)、測量范圍廣，可以避免透射式光學(xué)系統(tǒng)難以對準(zhǔn)的缺點(diǎn)。

前向散射式能見度儀在氣象部門以及交通部門得到了廣泛的應(yīng)用，但前向散射式能見度儀應(yīng)用在無人值守的海上平臺時仍存在諸多問題，比如光源的穩(wěn)定性以及鹽霧、灰塵等產(chǎn)生的光學(xué)器件污染，會使得能見度儀的透射光強(qiáng)和散射光強(qiáng)發(fā)生變化，進(jìn)而使其檢測到的能見度數(shù)據(jù)產(chǎn)生嚴(yán)重偏差。陸地氣象站會定期對能見度儀的光學(xué)器件進(jìn)行清潔，以保證能見度儀測量數(shù)據(jù)的有效性，在無人值守的海上平臺如何對能見度儀光學(xué)器件進(jìn)行清潔以及標(biāo)定，提高能見度儀的測量精度以及儀器面對各種環(huán)境長期使用的穩(wěn)定性，仍然是制約前向散射式能見度儀在海上應(yīng)用的關(guān)鍵問題之一。

目前有方案通過增加透射光的測量對能見度進(jìn)行修正，以減小環(huán)境灰塵對鏡頭的污染和光源老化引起的功率下降等因素對儀器測量結(jié)果的影響。其可以在一定程度上減小灰塵和光源老化對能見度測量的影響，但在無人值守的海上平臺要求能見度儀連續(xù)工作數(shù)年時間，海上鹽霧、灰塵等對能見度光學(xué)窗口的影響非常嚴(yán)重，僅靠參考光對能見度修正效果有限。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種能見度傳感器及其自清潔方法和標(biāo)定方法，以達(dá)到可以在海上進(jìn)行自動清潔和自動標(biāo)定，使用壽命長、測量精度高的目的。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種能見度傳感器，包括發(fā)射端、接收端和連接部分，所述連接部分為雙層圓環(huán)結(jié)構(gòu)，上層圓環(huán)為可旋轉(zhuǎn)圓環(huán)，其上安裝有清潔刷和標(biāo)定片，下層圓環(huán)為固定圓環(huán)，其上安裝有發(fā)射窗口、透射接收窗口和散射接收窗口，所述發(fā)射端安裝于發(fā)射窗口外，所述接收端包括透射接收端和散射接收端，分別安裝于透射接收窗口和散射接收窗口外；所述清潔刷和標(biāo)定片分別設(shè)置三個，三個清潔刷分別位于上述三個窗口的同一側(cè)相同位置上，三個標(biāo)定片分別位于上述三個窗口的另一側(cè)相同位置上。

上述方案中，所述清潔刷和標(biāo)定片均位于上層圓環(huán)的內(nèi)圈，所述發(fā)射窗口、透射接收窗口和散射接收窗口內(nèi)均設(shè)置透鏡和窗口片，所述透鏡位于下層圓環(huán)的外圈，所述窗口片位于下層圓環(huán)的內(nèi)圈，所述清潔刷與發(fā)射窗口、透射接收窗口或散射接收窗口對齊時，可與窗口片緊密接觸。

上述方案中，所述下層圓環(huán)頂部外側(cè)設(shè)有凸緣，所述上層圓環(huán)橫截面為內(nèi)扣結(jié)構(gòu)，所述凸緣嵌入所述內(nèi)扣結(jié)構(gòu)中，所述上層圓環(huán)外側(cè)設(shè)有大齒輪，通過與其齒輪嚙合的小齒輪與電機(jī)相連，所述電機(jī)和小齒輪安裝于發(fā)射端。