[发明专利]一种偏振云粒子探测系统对非球形粒子的标定方法

说明书

本发明公开了一种偏振云粒子探测系统对非球形粒子的标定方法，该方法针对大气中的非球形粒子(主要是冰晶)进行标定工作，确认不同非球形粒子的响应曲线以及退偏振比。本方案通过分体式20L混合云室产生不同的冰晶粒子，利用氮气连续流输送到探测系统中，并经过inkjet微滴观测系统获得其形状与大小，进而获得不同非球形粒子的退偏振比以及探测通道信号脉冲幅度，建立不同非球形粒子的数据库，该数据库可以用于后续实际冰晶粒子的探测。

技术领域

本发明涉及一种偏振云粒子探测系统对非球形粒子的标定方法，属于云粒子探测技术领域。

背景技术

云中小冰晶粒径谱信息在云辐射学和云物理科学研究中具有重要地位。为深入理解云的辐射传输特性，云中的冰晶信息是必不可少的物理参量，特别是对在云中占多数的小于50μm的冰晶粒子的认识尤为重要。在此基础上，研制出基于偏振探测的云粒子探测系统，利用云粒子对激光的退偏振区分粒子相态，建立基于偏振探测的云粒子探测系统，实现云滴与冰晶的分相态定量探测。

在大气中，云滴主要为球形标准粒子，而冰晶为非球形粒子，为了更好的投入应用，实现云粒子探测器对冰晶的测量，需要事先对该云粒子探测系统进行标定工作。标定的意思是确定仪器或测量系统的输入—输出关系，赋予仪器或测量系统分度值，并可以同时消除系统误差，改善仪器或系统的精确度，因此在科学测量中，标定是一个不容忽视的重要步骤。

如果不进行偏振云粒子探测系统的标定工作，即使使用该偏振云粒子探测系统对于大气中的冰晶进行实测得到相应的数据，也无法通过该数据得到所探测粒子的形状以及大小。

另一方面，如果标定工作做的不好，比如制造的非球形冰晶粒子不洁净，或者得到的形状大小存在误差，那么标定得到的系统响应曲线以及各形状对应的退偏比也会存在误差，影响偏振云粒子探测系统的精度。

为此，必须对偏振云粒子探测系统进行可行且高效的标定工作，即准确确定该探测系统对非球形粒子的响应曲线以及探测不同形状非球形粒子的退偏比，建立起非球形粒子散射特性数据库，该数据库可以用于后续实际冰晶粒子的探测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种偏振云粒子探测系统对非球形粒子的标定方法，解决如何有效且精确地进行云粒子探测系统对非球形粒子的标定工作的问题。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明提供一种偏振云粒子探测系统对非球形粒子的标定方法该方法包括以下步骤：

步骤1，开启混合云室，保证混合云室维持恒定温度，并通过控制粒子在混合云室的停留时间，保证形成的非球形粒子形状相同但大小不同；

步骤2，利用提柄将载有步骤1中所形成的形状相同但大小不同的非球形粒子的玻片取出；

步骤3，将洁净细管固定于偏振云粒子探测系统的探测区域；

步骤4，将步骤2中取出的玻片放置在洁净细管的入口处，并将玻片放置于冷台上，将玻片上的非球形粒子吹入洁净细管中，非球形粒子通过洁净管进入偏振云粒子探测系统的探测区域；

步骤5，使用微滴观测系统确定步骤4中进入探测区域的非球形粒子的形状以及大小；通过偏振云粒子探测系统，得到该形状以及大小的非球形粒子的退偏比以及探测通道信号脉冲幅度；

步骤6，改变混合云室的恒定温度值，重复步骤1至5，得到不同形状以及大小的非球形粒子的退偏比以及探测通道信号脉冲幅度，建立不同形状以及大小的非球形粒子散射特性的数据库，完成标定。

作为本发明的进一步技术方案，所述混合云室的恒定温度值分别选取-5.7℃、-7.7℃、-11.7℃以及-16.5℃。

作为本发明的进一步技术方案，步骤4中使用高压氮气钢瓶，利用连续氮气流将玻片上的非球形粒子吹入洁净细管中。