專利名稱:霧探測器的制作方法
技術領域:
本發明屬于自動檢測裝置范圍,特別涉及一種具有氣象監測、預報和預警功能的霧探測器。
背景技術:
霧是一種災害性天氣現象,它往往使能見度大范圍降低。近地面層一旦出現大霧或濃霧將會對航空、鐵路、公路、電力輸送、工農業生產造成嚴重影響和災害,機場航班延誤;鐵路、公路發生重大撞車事故,嚴重威脅人的生命、財產安全;電力輸送因潮濕漏電,跳閘,引起工農業生產停產。目前已成為世界許多國家特別關注的又一重大氣象災害。
經中國氣象局查新咨詢單位,檢測到相關文獻資料28篇,報導了這類儀器有三種測試方法后向散射、前向散射和在一寬度范圍內的積分散射。又可分為透射法和散射法兩大類,前者測量準確度高,特別適合于航空氣象觀測的需要,但價格昂貴,使用場合受到限制(必須有基線);散射法的測量精度一般,價格低,使用方便靈活,可在機場、高速公路、港口、自動氣象觀測系統中使用。目前世界主要幾個國家(美國、加拿大、法國德國、芬蘭等)在測量大氣能見度儀器方面產品很多,最具代表性的是芬蘭Vaisala Oyj公司生產的FD12、FD12P、FS11、MIDAS系列能見度儀或能見度傳感器,其中FS11作為機場跑道的前向散射式能見度傳感器視程可達75公里,是世界上能見度儀的最新技術。目前國內以引進吸收國外技術為主,進行符合中國特點的能見度儀的研究。國內外的相關產品大部分是以激光作為發射光源,結構復雜,價格高。我國長春氣象儀器研究所的SS-1型前向散射式能見度儀,和芬蘭的FD12能見度儀都是以紅外光作為發射光源,以單光路、單通道進行發射,SS-1的測量范圍達到10-10000M。
發明內容
本發明的目的是提供一種霧探測器,主要由發射器、接收器、控制箱、微機、電源組成,其特征在于所述發射器為采用峰值波長為納米級的紅外發光管作為光源,用雙光路通道法監測,并調節發射器的光強,用于保證光源穩定;所述接收器為采用寬帶低噪聲高靈敏度同相放大檢波電路,經信號相干積累后,獲得較大的測量范圍;所述控制箱包括數據采集、處理與控制、存儲器、A/D轉換、通訊接口;用于輸出前向散射功率,控制背景光強度,檢測1分鐘和10分鐘平均能見度值;所述微機系統直接接收經通訊接口輸入的由室外控制箱采集,處理的檢測信息,通過數據處理軟件自動處理檢測信息,實時顯示每分鐘更新一次的能見度值和能見度-時間曲線及其相應的霧的等級。
所述通訊接口包括RS-232接口或RS-485雙線接口。
所述紅外發射光源的波長為930nm的紅外發光二極管LED。
所述數據處理軟件包含通訊模塊、聯機幫助模塊、數據置示模塊、定標模塊、數據整理存儲模塊及儀器狀態檢測告警模塊。
本發明的有益效果1.采用前向散射原理設計,并采用紅外發射光源和雙光路通道技術,發射光強、確保光源的穩定性。2.采用了信號相干累積技術有效地提高了信噪比,使測量范圍達到10m-20Km。3.數據顯示模塊形象直觀地顯示能見度,霧的濃度等級隨時間的實時變化曲線。4.儀器本身的異常狀態可以直接顯示告警信號,便于及時處理維修。
圖1為霧探測器外形結構示意圖;圖2為圖1的工作原理組成框圖;圖3為數據處理軟件的設置框圖。
具體實施例方式
本發明為霧探測器。依據霧是由近地面上漂浮在空氣中的極細小的水滴或冰晶所組成。這些微滴對霧的含水量雖然貢獻不大,但對霧的光學特性以及大氣能見度的影響卻是十分顯著的,據資料統計顯示,霧造成能見度低的概率為52%,北京地區達90%。霧探測器實際就是在有霧的條件下測定大氣能見度的原理設計的,即是對大氣消光系數(或大氣的光衰減系數) 的精確測量。根據Koschm;der原理,氣象光學視距MOR與 的關系為MOR=1σln10.05,]]>只要精確測定 ,就可計算得到MOR值。
圖1所示為霧探測器結構示意圖。主要由發射器8、接收器6、控制箱4、微機11、電源2組成。在基座1上豎一根支架7,發射器8,接收器6分別架在橫架的兩頭,控制箱4固定在支架7的中部,從控制箱4引出信號線5通過支架7分別和發射器8,接收器6連接;引出信號電纜線3和微機系統11連接;電源2由電纜線接入控制箱4。上述發射器8為采用峰值波長為930nm的紅外發光二極管LED作為發射光源,用雙光路通道法監測,并調節發射器的光強,用于保證光源穩定;接收器6為采用寬帶低噪聲高靈敏度同相放大檢波電路,使用信號相干積累技術,有效地提高了信噪比,使測量范圍達到10m-20Km.較大的測量范圍,并且發射器8,接收器6之間串接定時器9和控制器10,控制定時采集的時間間隔。控制箱4包括數據采集、處理與控制、存儲器、A/D轉換、通訊接口(如圖2所示);輸出前散射功率,控制背景光強度,檢測1分鐘和10分鐘平均能見度值;微機系統11直接接收通訊接口RS-485接口,或RS-232接口輸入的室外控制箱4采集到的霧天光信號,經信號處理、調制解調后由通訊接口輸送至微機系統11。該檢測信息通過數據處理軟件自動處理檢測信息,實時顯示每分鐘更新一次,能見度值和能見度-時間曲線及其相應的霧的等級。所述數據處理軟件包含通訊模塊、聯機幫助模塊、數據置示模塊、定標模塊、數據整理存儲模塊及儀器狀態檢測告警模塊(如圖3所示)。啟動后首先對通訊口參數進行初始化,設置CRC校驗,確保通訊質量、數據可靠,有一外接通訊檢查程序,用于接收并顯示原始16進制數據,可確認通訊方式是否正常工作。數據顯示模塊形象直觀地顯示能見度、霧的濃度等級隨時間的實時變化,時間間隔為一分鐘。用鼠標點擊,可準確讀取能見度的數值,定標模塊并對儀器測量值進行定標校準。系統實時存儲每小時能見度值、每分鐘能見度值、按15秒取樣率記錄的前向散射功率、背景光強度,這些基數據可供計算有關參量,另外對儀器狀態異常直接顯示告警信號。
權利要求
1.一種霧探測器,主要由發射器、接收器、控制箱、微機、電源組成,其特征在于所述發射器為采用峰值波長為納米級的紅外發光管作為光源,用雙光路通道法監測,并調節發射器的光強,用于保證光源穩定;所述接收器為采用寬帶低噪聲高靈敏度同相放大檢波電路,經信號相干積累后,獲得較大的測量范圍;所述控制箱包括數據采集、處理與控制、存儲器、A/D轉換、通訊接口;用于輸出前向散射功率,控制背景光強度,檢測1分鐘和10分鐘平均能見度值;所述微機系統直接接收經通訊接口輸入的由室外控制箱采集,處理的檢測信息,通過數據處理軟件自動處理檢測信息,實時顯示每分鐘更新一次的能見度值和能見度-時間曲線及其相應的霧的等級。
2.根據權利要求1所述霧探測器,其特征在于所述通訊接口包括RS-232接口或RS-485雙線接口。
3.根據權利要求1所述霧探測器,其特征在于所述紅外發射光源的波長為930nm的紅外發光二極管LED。
4.根據權利要求1所述霧探測器,其特征在于所述數據處理軟件包含通訊模塊、聯機幫助模塊、數據置示模塊、定標模塊、數據整理存儲模塊及儀器狀態檢測告警模塊。
全文摘要
本發明公開了屬于自動檢測裝置范圍的一種具有氣象監測、預報和預警功能的霧探測器。主要由發射器、接收器、控制箱、微機、電源組成,在基座上豎一根支架,發射器、接收器、分別架在橫架的兩頭,控制箱固定在支架的中部,由信號電纜線和微機系統連接。本發明采用前向散射原理設計和紅外發射光源和雙光路通道技術,發射光強、光源穩定。采用了信號相干累積技術有效地提高了信噪比,使測量范圍達到10m-20Km。微機系統能形象直觀地顯示能見度,霧的濃度等級隨時間的實時變化曲線。還可以直接顯示儀器的異常狀態告警信號,便于及時處理、維修。
文檔編號G01W1/00GK1474200SQ03137698
公開日2004年2月11日 申請日期2003年6月20日 優先權日2003年6月20日
發明者胡玉峰, 曾書兒, 顧松山, 李祥超, 陳鐘榮, 王改利, 劉鈞, 涂鋼, 莫月琴 申請人:北京華創升達高科技發展中心