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科普:能见度观测与传感器

发布时间:2020-05-29

能见度是保证航道通航安全的一个重要指标,相对航空和高速公路而言,航道部门对空气能见度的观测需求更为强烈。比起城市、高速公路,江面上水汽条件更充足,雾更易生成(尤其是山区航道更易受大雾影响,),尤其是在智慧航道建设背景下更需要随时测报能见度情况。

能见度观测方法

能见度观测分为人工目测观测自动设备观测。人工观测是观测员在一天中的几个特定时刻,利用目测不同距离目标物的清晰程度来判别能见度值。自动设备观测是利用光学设备对大气的特定光学特性进行测量,并计算得出能见度值。

能见度仪研究之前,测量能见度的方法主要是人工目测法,人工观测存在观测次数少、主观性强、只能估测等问题。因此,国内外许多科学家一直致力于能见度器仪的研究。从第一台能见度测量仪的产生一直到今天,能见度仪的发展经历了半个多世纪的演变,人们研发出了各式各样的能见度仪,能够满足不同场合下能见度的观测。根据能见度仪设计原理的不同,

能见度传感器


能见度传感器.jpg


散射式能见度仪的测量原理是光在大气中传播过程中,通过测量经过采样面积的散射光强,计算散射光强与入射光强的比值,反演出大气消光系数,根据大气消光系数计算能见度。散射式能见度仪自从被研制出来后,由于其测量原理简单、体积小、安装方便优点广泛使用。

散射式能见度仪根据测量方向的不同分为前向散射后向散射,后向散射与前向散射相比,后向散射具有采样体积大、测量范围更广等特点,但缺点也尤为明显,后向散射光的传播方向不稳定,使其测量精度比前向散射差很多,所以使用最多的还是以前向散射测量原理进行设计的能见度仪。

目前,前向散射式能见度测量仪由于其安装方便、测量精度高等优势被广泛应用。前向散射式能见度测量仪由光发射器、光接收器及微处理控制器等主要部件组成。发射器发射红外脉冲光,接收器同时检测大气中气溶胶粒子前向散射的脉冲光强度,所有测量信息由微处理控制器搜集并通过专门的数学模型算法转化为气象光学视程(MOR)。能见度仪需要一个12DC的电源和一个三线RS-232/RS-485通讯线缆。仪器将气象能见度数值和状态信息通过通讯接口发送到监控中心的上位机。能见度仪提供多组内置命令用于配置系统参数和控制系统多种功能。在组装和维护过程中,需要一个显示终端来检查系统参数,并可能用来更改参数值。



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