[实用新型]一种冰雹模拟器

说明书

本实用新型公开了一种冰雹模拟器。该冰雹模拟器包括：支架、冰球发射管、测量设备安装机架和处理器，支架包括底座和架体，架体设置在所述底座上；冰球发射管安装在架体上；二维程控部包括横向移动部和纵向移动部，纵向移动部安装在底座上，横向移动部安装在架体上，纵向移动部控制架体在水平面纵向运动，横向移动部控制冰球发射管在水平面横向运动；测量设备安装机架安装在底座上，位于冰球发射管的下方，用于安装降水类天气现象测量仪；处理器用于接收、存储和显示冰球发射管的坐标位置、冰球发射时间和降水类天气现象测量仪的测量结果。本实用新型提供的冰雹模拟器能够准确的模拟冰雹天气现象的特点，为降水类天气现象测量仪提供更加现实的冰雹天气。

技术领域

本实用新型涉及自动控制领域，特别是涉及一种冰雹模拟器。

背景技术

降水类天气现象测量仪基本工作原理是发射端产生一束平行光束，接收端带有透镜和光电二极管，将接收到的光信号转换为电信号，平行光束覆盖范围是检测降水粒子的空气样本采样空间。测量原理为：当降水粒子穿越采样空间时将造成接收到的光信号强度减弱，粒子直径与光信号衰减的幅度相关，粒子速度与光信号衰减持续时间相关。降水类天气现象测量仪通过光信号衰减幅度和持续时间按特定的处理算法计算降水粒子的速度和粒径，滤除因浮尘、树叶、羽毛等非降水粒子形成的干扰信号后，判断降水粒子种类，实现降水类天气现象的自动识别。

而对于降水类天气现象测量仪的测试装置，现有技术中的相关装置比较少，最常用的是在一个可控转速的透明原盘上粘贴模拟贴片，用于仿真降水粒子的遮光作用；将所述透明原盘置于激光降水现象观测仪的测试区域中旋转，使得所述模拟贴片达到一定的线速度，由此来起到模拟降水粒子的效果。但是，该装置存在以下缺陷：

(1)在模拟冰雹天气现象时，自然状态下冰雹粒子是3D立体形状，上述模拟贴片是2D平面形状，与实际状态差别较大。考虑到球形冰雹表面光学反射率较高且光信号散射强度也较为强烈，同样直径时，二者对平行光束光强信号的衰减程度不同。根据上述降水类天气现象测量仪基本工作原理，这种现象将增加冰雹粒子直径和速度测量误差。

(2)透明圆盘自身将增加空气样本的光学折射率并降低光学透过率，考虑光学折射现象，发射端平行光束穿过透明圆盘后传输方向将会发生轻微的整体偏移和信号强度减弱，不利于准确测量冰雹粒径。

(3)国内已定型降水类天气现象测量仪发射端平行光束覆盖范围一般约为长200mm，宽30mm，高1.0mm。透明原盘上的模拟贴片须在待测设备采样区旋转，且为保持高速旋转时的稳定性，透明圆盘的直径不能太大。在模拟冰雹下落时，透明圆盘线速度较高，将会造成短时间内模拟冰雹的贴片高频次穿越采样区。自然状态下，冰雹粒子较为稀疏，通常不会在短时间内有大量冰雹粒子穿越狭小平面，上述专利装置中模拟冰雹的贴片高频次穿越降水类天气现象测量仪采样区可能造成观测结果异常。

(4)自然状态下，冰雹粒子下落时穿越降水类天气现象测量仪采样区的位置具有随机性。降水类天气现象测量仪在现有技术中的检测设备上安装完成后，模拟冰雹的贴片只能从固定位置以固定方向穿越采样区，与冰雹粒子随机下落的运动过程差别较大，检测结果的代表性不够全面。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种冰雹模拟器，能够准确的模拟冰雹天气现象的特点，为降水类天气现象测量仪提供更加现实的冰雹天气。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种冰雹模拟器，所述冰雹模拟器包括：

支架，所述支架包括底座和架体，所述架体设置在所述底座上；

冰球发射管，所述冰球发射管安装在所述架体上；

二维程控部，所述二维程控部包括横向移动部和纵向移动部，所述纵向移动部安装在所述底座上，所述横向移动部安装在所述架体上，所述纵向移动部控制所述架体在水平面纵向运动，所述横向移动部控制所述冰球发射管在水平面横向运动；