[發(fā)明專利]用于成像探測的模擬復(fù)雜天氣環(huán)境的實驗系統(tǒng)及實驗方法

在審

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• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113375911A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李哲勛;陳明策;劉可薇;張新宇
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G01D18/00;G05D27/02
• 代理公司: 武漢臻誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42233
• 代理人: 宋業(yè)斌

1.用于成像探測的模擬復(fù)雜天氣環(huán)境的實驗系統(tǒng)，其特征在于，包括模擬倉、雨發(fā)生系統(tǒng)、霧發(fā)生系統(tǒng)和氣流調(diào)控系統(tǒng)，其中：

所述模擬倉相對的兩個側(cè)壁上分別安裝有透紅外玻璃，所述模擬倉在對應(yīng)于各透紅外玻璃的位置安裝有雨刮器，所述模擬倉的頂部設(shè)置有降雨孔，所述模擬倉的側(cè)壁設(shè)置有出水口；

所述雨發(fā)生系統(tǒng)包括雨發(fā)生主機、出水管和進水管，所述出水管和進水管分別與所述雨發(fā)生主機連接，并且所述出水管上設(shè)置有噴頭，所述噴頭設(shè)置在所述模擬倉頂部的降雨孔處，以用于使水滴進入所述模擬倉，所述進水管與所述模擬倉上的出水口連接，以讓水在所述模擬倉和所述雨發(fā)生主機之間循環(huán)；

所述霧發(fā)生系統(tǒng)包括水箱和超聲波霧化發(fā)生器，所述超聲波霧化發(fā)生器的入口與該水箱連接，所述超聲波霧化發(fā)生器的出口通過導(dǎo)霧管與該模擬倉連接，以用于將霧導(dǎo)入該模擬倉內(nèi)；

所述氣流調(diào)控系統(tǒng)包括外殼、氣管和閥門，所述氣管安裝在所述外殼上，該氣管的進氣口連接氣源而出氣口連接該模擬倉，以用于將氣流導(dǎo)入該模擬倉內(nèi)，所述閥門安裝在所述氣管上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于成像探測的模擬復(fù)雜天氣環(huán)境的實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述霧發(fā)生系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述機箱內(nèi)的風扇，以用于將產(chǎn)生的霧吹向所述導(dǎo)霧管。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于成像探測的模擬復(fù)雜天氣環(huán)境的實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述氣流調(diào)控系統(tǒng)還包括氣體溫度控制模塊，以用于控制氣管的出氣口的氣體溫度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于成像探測的模擬復(fù)雜天氣環(huán)境的實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述氣流調(diào)控系統(tǒng)還包括氣體流量控制模塊，所述氣體流量控制模塊安裝在所述氣管上，并且所述閥門位于氣體流量控制模塊和氣管的進氣口之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于成像探測的模擬復(fù)雜天氣環(huán)境的實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述氣流調(diào)控系統(tǒng)還包括氣體溫度控制模塊和氣體流量控制模塊，所述氣體溫度控制模塊用于控制氣管的出氣口的氣體溫度，所述閥門位于氣體流量控制模塊和氣管的進氣口之間，所述氣流調(diào)控系統(tǒng)還包括氣體輸出分析模塊，以用于獲得當前輸出的氣體的流量和溫度并反饋給控制系統(tǒng)，從而讓控制系統(tǒng)再通過氣體溫度控制模塊和氣體流量控制模塊來控制氣體溫度和流量，從而實現(xiàn)閉環(huán)控制。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于成像探測的模擬復(fù)雜天氣環(huán)境的實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述雨發(fā)生主機具有雨流量調(diào)節(jié)旋鈕，以用于調(diào)節(jié)所述噴頭的出水流量；所述超聲波霧化發(fā)生器具有霧量調(diào)節(jié)旋鈕，以用于調(diào)節(jié)霧流量。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于成像探測的模擬復(fù)雜天氣環(huán)境的實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述模擬倉具有透氣空隙，以連通模擬倉內(nèi)外。

8.權(quán)利要求1～7中任一權(quán)利要求所述的模擬復(fù)雜天氣的環(huán)境實驗系統(tǒng)的實驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)所述模擬倉的倉內(nèi)體積為100L～150L；

將不可自發(fā)光的目標物放置在模擬倉內(nèi)對應(yīng)于透紅外玻璃的位置，然后在模擬倉外對應(yīng)于目標物的位置分別布置光源和成像探測器，并且光源和成像探測器位于所述模擬倉的同一側(cè)，光源發(fā)光照射到目標物上，使目標物反射光線后讓成像探測器對目標物進行成像探測；

或者，將可自發(fā)光的目標物放置在模擬倉內(nèi)對應(yīng)于透紅外玻璃的位置，然后在模擬倉外對應(yīng)于目標物的位置布置成像探測器，以讓成像探測器104對目標物進行成像探測；

或者，在對應(yīng)于模擬倉的透紅外玻璃的位置分別布置光源和光束質(zhì)量分析儀，并且模擬倉在所述光源和所述光束質(zhì)量分析儀之間，光源發(fā)出的光線穿過透紅外玻璃后進入光束質(zhì)量分析儀中，從而通過光束質(zhì)量分析儀觀察不同天氣環(huán)境對于光束質(zhì)量的影響；

2)初始時，模擬倉內(nèi)的溫度T＝室溫～100℃，并且：

通過氣流調(diào)控系統(tǒng)向模擬倉內(nèi)導(dǎo)入氣體來形成氣流，且模擬倉內(nèi)的氣流的流量G＝0.01m³/min～0.05m³/min；

通過雨發(fā)生系統(tǒng)的噴頭向模擬倉內(nèi)噴入水滴來模擬降雨，且模擬倉內(nèi)的雨的流量R＝0.5L/min～2L/min，；

通過霧發(fā)生系統(tǒng)向模擬倉內(nèi)導(dǎo)入霧，且模擬倉內(nèi)的霧的流量F＝0.1L/h～0.3L/h；

3)當0.05m³/min＜G≤0.1m³/min，T＞100℃，2L/min＜R＜6L/min，且噴頭噴出的水滴的直徑D＝1mm～2mm時，霧發(fā)生系統(tǒng)控制進入模擬倉的霧的流量F’＝1.2F～1.4F，以抵消蒸發(fā)作用帶來的霧的消散；

4)當0.05m³/min＜G≤0.1m³/min，T＞100℃，R＝6L/min，且噴頭噴出的水滴的直徑D＝4mm時，霧發(fā)生系統(tǒng)控制進入模擬倉的霧量F”＝1.6F～2F，以抵消雨滴拖拽作用帶來的霧的消散。