[发明专利]便携式能见度透射仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种能见度透射仪，尤其是一种便携式能见度透射仪。

背景技术

大气能见度最初以人的视觉观测估计距离作为定义的气象参量，是大气中分子和粒子对光的散射和吸收的直观表达。能见度在气象上定义为气象光学视程(MOR)，最初以人工观测为主，随着光电技术的发展逐步演变成了自动化的光电测量设备，目前气象和交通部门最常使用的大气能见度测量仪器为前向散射能见度仪和透射式能见度仪。前向散射能见度仪依据光散射原理设计，固定单点测量，通过测量大气某一方向采样区空气的散射系数计算大气能见度值；这种设备的价格低廉、安装方便、维护简单，但测量的精度不高，同时可移动性较差。透射式能见度测量基于光在大气中传输的消光理论直接获取大气消光系数，包含吸收系数和散射系数之和，进而计算出大气能见度值，故测量的准确度较高。近期，人们为了获得较高测量精度的透射式能见度测量仪器，做出了不懈的努力，如题为“一种实用型大气透射式能见度仪的研制”，《光电工程》第38卷第2期第144-150页，2011年2月的文章。该文中提及的大气透射式能见度仪主要包括箱体、光源和其光路上的光学天线，以及与光源和光学天线电连接的测控部件；其中，光源为发白光的LED，光学天线由光发射天线和光接收天线组成，其中的光发射天线为光学透镜，光接收天线为串接的光学透镜、带通滤光镜和光电探测器，以及后续的放大器、滤波器、检测器和A/D转换器等，测控部件由计算机和与其电连接的控制、通信模块组成，其中的光源控制模块为电连接的光调制信号源、光驱动电路和光功率控制电路。测量能见度时，发出稳定光强的光源信号经光学天线中的大气分子和粒子的衰减后，由光接收天线将其转换为电信号，经通信模块送往计算机得出大气的能见度值。这种大气透射式能见度仪虽有着较高的测量准确度，却也存在着不足之处，首先，为保证测量的准确度，其光发射天线和光接收天线之间的安装基线需大于30米，有的甚至需要上百米，这样长的安装基线不仅占用土地资源，也使光路对准的难度大大地增加，导致其目前仅在机场等对能见度测量精度要求高的场所应用；其次，不可移动性，仪器的发射端和接收端都须安装在庞大的基座之上，一经安装就不易移动，使其只能定点地测量能见度；最后，安装或维护后，均需对其进行补偿校准和光路对准校准，增加了安装和使用的成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种体积小、便携和使用维护方便的便携式能见度透射仪。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为，便携式能见度透射仪包括箱体、光源和其光路上的光学天线，以及与光源和光学天线电连接的测控部件，特别是：

所述箱体为封闭状，所述封闭状箱体上置有进气口和出气口，所述进气口或出气口与气泵连通；

所述光源为输出可见光的激光器；

所述光学天线置于箱体内，所述置于箱体内的光学天线为光源光路上依次置有的光强检测积分球、准直镜组、位于光路反射区两端的反射镜、滤光片和光强接收积分球，其中，光强检测积分球的入射光口和出射光口同轴，且其和光强接收积分球的内壁上分别置有光强检测器和光电探测器；

所述测控部件由计算机和控制、采集模块组成，其中，计算机的输出端分别与气泵和经控制模块与激光器的控制端电连接、输入端分别经采集模块与光强检测器和光电探测器的输出端电连接。

作为便携式能见度透射仪的进一步改进：

优选地，激光器的输出波长为525nm。

优选地，光路反射区中反射光路的单程长度为100cm。

优选地，反射镜为29片以上，且其分置于光路反射区两端的上、下两侧；利于进一步地缩小体积。

优选地，滤光片的光输入端串接有真空管；用于精确地补偿光程，以利于提高测量的精度。

优选地，激光器与光强检测积分球间经光导纤维连接；便于安装调试。

优选地，与激光器的控制端电连接的控制模块为电连接的光调制信号发生器、光源驱动器和光强控制器。

优选地，与光强检测器和光电探测器的输出端电连接的采集模块为串接的前置放大器和数据采集器。

相对于现有技术的有益效果是：