[發明專利]用于成像探測的模擬復雜天氣環境的實驗系統及實驗方法

在審

• 申請號: 202110767142.0
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113375911A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 李哲勛;陳明策;劉可薇;張新宇
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 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所(普通合伙) 42233
• 代理人: 宋業斌

本發明公開了用于成像探測的模擬復雜天氣環境的實驗系統，包括模擬倉、霧發生系統、氣流調控系統和雨發生系統，模擬倉上安裝有透紅外玻璃，模擬倉的頂部設置有降雨孔，模擬倉的側壁設置有出水口；霧發生系統包括機箱、水箱和超聲波霧化發生器，以用于將霧導入該模擬倉內；氣流調控系統包括外殼、氣管和閥門，以用于將氣流導入該模擬倉內；雨發生系統包括雨發生主機、出水管和進水管，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。本發明通過模擬控制雨，霧，氣流等天氣環境的變化，同時為可見光和紅外波段的成像探測提供了相應的實驗條件，使得成像探測不在受到自然環境天氣的影響，可以進行復雜天氣環境的調控。

技術領域

本發明屬于實驗儀器領域，更具體地，涉及用于成像探測的模擬復雜天氣環境的實驗系統及實驗方法。

背景技術

目前，隨著成像探測技術的發展，獲得準確的圖像信息和多模多維的光學信息是一個非常重要的研究方向。在現實自然環境中，存在著各種影響成像質量和光學信息獲取的因素，其中天氣因素對成像探測的影響十分普遍，包括霧，雨，雪等自然天氣條件。為了探究成像探測中的天氣因素對成像質量的好壞有多大程度的影響，所以對于成像探測系統的功能性和可靠性測試需要在不同的天氣環境下完成，但天氣的變化在短時間內往往是相對穩定，一般會不會在短時間內發生數次天氣的劇烈轉換。故成像探測研究的實驗條件往往會受到天氣的影響，不能夠在短時間內完成測試的目標。所以模擬天氣環境的實驗系統顯得尤其重要。

在現有實驗設備以及技術條件下，往往是單一模擬雨、霧、風等天氣條件，并且不能很好的控制所模擬的天氣條件，達不到成像探測的實驗需要。即使有將這些因素集合在一起的模擬系統，其在雨量和氣流量增大后，大雨的雨滴也會對霧滴造成拖拽作用，使得懸浮的霧滴快速沉降，霧會快速消散，氣流形成的大風會也將霧吹散，再結合模擬倉內的高溫環境，霧會大量的蒸發，形成大量熱的蒸汽，失去霧的效果。因此，現有的一些模擬系統在大雨、大風和高溫環境無法產生所需要的霧環境，不能形成霧環境。而霧是影響成像探測的主要因素，模擬高溫、大風或者大雨環境下的霧環境，探究在極端惡劣環境下以及各自高溫、大風以及大雨與霧條件疊加對成像探測產生的影響，更加貼近真實環境或者說考慮到各種各樣的復雜環境對成像探測的影響。現在一般都是在常規實驗條件下形成雨、霧、氣流來進行實驗，而沒有在大雨、大風和高溫實驗條件下進行成像探測。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了用于成像探測的模擬復雜天氣環境的實驗系統及實驗方法，通過模擬控制雨，霧，氣流等天氣環境的變化，同時為可見光和紅外波段的成像探測提供了相應的實驗條件，使得成像探測不在受到自然環境天氣的影響，可以進行復雜天氣環境的調控，在實驗室條件下就可以完成相關的測試研究。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了用于成像探測的模擬復雜天氣環境的實驗系統，其特征在于，包括模擬倉、雨發生系統、霧發生系統和氣流調控系統，其中：

所述模擬倉相對的兩個側壁上分別安裝有透紅外玻璃，所述模擬倉在對應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置有降雨孔，所述模擬倉的側壁設置有出水口；

所述雨發生系統包括雨發生主機、出水管和進水管，所述出水管和進水管分別與所述雨發生主機連接，并且所述出水管上設置有噴頭，所述噴頭設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生主機之間循環；

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

所述氣流調控系統包括外殼、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，以用于將氣流導入該模擬倉內，所述閥門安裝在所述氣管上。

優選地，所述霧發生系統還包括設置在所述機箱內的風扇，以用于將產生的霧吹向所述導霧管。