[發明專利]一種基于紅外激光的降雪量傳感器及實時監測預警裝置

在審

• 申請號: 201911413683.2
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111077598A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 丁海濤;黃娜;陳寧生;鄧明楓;胡桂勝;王濤;王珊珊;羅穎
• 申請（專利權）人: 中國科學院;水利部成都山地災害與環境研究所
• 主分類號: G01W1/14
• 分類號: G01W1/14;G01W1/02;G01D21/02;G08B21/18;G08C17/02
• 代理公司: 重慶項乾光宇專利代理事務所(普通合伙) 50244
• 代理人: 馬光輝

本發明公開了一種基于紅外激光的降雪量傳感器及實時監測預警裝置，包括紅外激光降雪傳感器、積分電路、溫濕度傳感器、風速風向傳感器、雪深傳感器、數據采集器、電源控制系統和無線傳輸模塊，還包括一個承雪器；承雪器的形狀為一個長為20cm，寬為15.7cm的中空的矩形柱狀，紅外激光降雪傳感器包括紅外激光發射陣列傳感器和紅外激光接收陣列傳感器，紅外激光發射陣列傳感器和紅外激光接收陣列傳感器分別設于承雪器上端開口的左右兩端；本發明相較于現有技術的有益效果是監測更加的精確，穩定，并且結構簡單，覆蓋面積更廣。

技術領域

本發明涉及一種降雪檢測裝置，具體指一種基于紅外激光的降雪量傳感器及實時監測預警裝置。

背景技術

冬季的雪主要是由于冷鋒天氣的影響，鋒是冷暖氣團的交匯處，如果冷氣團向暖氣團運動就形成了冷鋒，反之為暖鋒。冬季，陸地溫度比海洋低，在大陸內部形成強大的冷高壓，氣流由高壓中心向四周輻射，其中向低緯運動的氣團在性質上屬于冷氣團，它與暖氣團相遇就形成了冷鋒。冷鋒過境時，我國南方形成陰雨，北方形成降雪的天氣，刮風、降溫，過境后，氣溫濕度聚降，氣壓升高，常形成災害性的風雪降溫天氣，甚至形成寒流。

所以需要對降雪量進行監測測并預估，提前對群眾做出一個預警，能夠及時的避免損失，目前，市面上用于監測降雪的基本都是采用的接觸式感雪器進行監測，往往這樣監測的結果不夠精確，并且接觸式感雪器容易被腐蝕，不穩定，還有的降雪監測器采用的聲波感雪器，但是，聲波對溫度的要求很嚴格，溫度會影響超聲波的波速，測量誤差大。

在2006年陳飛明發表的碩士學位論文紅外輻射隨大氣高度衰減規律的研究一文中表示：

紅外輻射是一切物體的固有特性，紅外線有著與普通電磁波和可見光無法比擬的優點，紅外輻射不受白天黑夜的影響，因此，紅外成像技術在當今世界應用非常廣泛，在太空偵查、工業探傷、醫學診斷等方面均發揮著巨大的作用。本文綜述了紅外輻射在大氣中的傳輸過程，介紹了輻射傳輸的兩種常用方法：分層介質離散縱坐標法和累加法，總結了紅外輻射傳輸在大氣中衰減的工程計算法，給出了計算大氣透過率的一般步驟，并以此為基礎，通過自編Matl曲程序，來實現這一計算過程。除此之外，本文還指出了目前工程算法的不足，提出了改進方案，通過自編程序來確定三種天氣條件（雨天、雪天和霧天）的消光系數和傳輸距離的關系。在雨天和雪天模式下，只要輸入降雨（或降雪）強度與消光系數等必要的測量數據，該程序即可自動給出最佳的擬合關系式，自動繪制擬合曲線，還可給出擬合精度，這為進一步研究和比較不同地區、不同季節的雨天和雪天大氣對紅外的消光特性的影響提供了方便。為了解決在霧天模式下經驗常數q不連續的問題，本文提出了根據實驗的測量數據、采用多項式擬合得到連續q.V關系的設想，并通過編寫程序使該設想得以實現……

綜上，申請人提出了一種采用紅外激光的降雪監測裝置。

發明內容

針對現有技術存在的對降雪量的監測不準確，監測條件苛刻，不穩定等問題，提出了一種解決了上述問題的基于紅外激光的降雪量傳感器及實時監測預警裝置。

為實現上述技術目的，本發明采用的技術方案如下：

一種基于紅外激光的降雪量傳感器及實時監測預警裝置，包括紅外激光降雪傳感器、積分電路、溫濕度傳感器、風速風向傳感器、雪深傳感器、數據采集器、電源控制系統和無線傳輸模塊，還包括一個承雪器；承雪器的形狀為一個長為20cm，寬為15.7cm的中空的矩形柱狀，紅外激光降雪傳感器包括紅外激光發射陣列傳感器和紅外激光接收陣列傳感器，紅外激光發射陣列傳感器和紅外激光接收陣列傳感器分別設于承雪器上端開口的左右兩端；

紅外激光發射陣列傳感器和紅外激光接收陣列傳感器與所述積分電路連接，積分電路與數據收集器連接，溫濕度傳感器、風速風向傳感器和雪深傳感器也與數據收集器連接，紅外激光發射陣列傳感器、紅外激光接收陣列傳感器、溫濕度傳感器、風速風向傳感器、雪深傳感器、數據采集器和無線傳輸模塊均直接與電源控制系統連接；