QT-VD900能見(jiàn)度傳感器

儀器技術(shù)特點(diǎn)

能見(jiàn)度儀提供與氣象能見(jiàn)度相關(guān)的測(cè)量，傳感器是基于氣溶膠前散射原理而設(shè)計(jì)的，是繼透射式能見(jiàn)度儀發(fā)展起來(lái)的新一代氣象能見(jiàn)度監(jiān)測(cè)設(shè)備。傳感器可廣泛用于氣象臺(tái)站、遠(yuǎn)程自動(dòng)氣象站以及機(jī)場(chǎng)、高速公路、航海艦船等。

能見(jiàn)度儀由光發(fā)射器、光接收器及微處理控制器等主要部件組成。發(fā)射器發(fā)射紅外脈沖光，接收器同時(shí)檢測(cè)大氣中氣溶膠粒子前向散射的脈沖光強(qiáng)度，所有測(cè)量信息由微處理控制器搜集并通過(guò)專門的數(shù)學(xué)模型算法轉(zhuǎn)化為氣象光學(xué)視程Meteorological Optical Range（MOR）。

能見(jiàn)度儀需要一個(gè)12DC的電源和一個(gè)三線RS－232/RS-485通訊線纜。儀器將氣象能見(jiàn)度數(shù)值和狀態(tài)信息通過(guò)通訊接口發(fā)送到監(jiān)控中心的上位機(jī)。

能見(jiàn)度儀提供多組內(nèi)置命令用于配置系統(tǒng)參數(shù)和控制系統(tǒng)多種功能。在組裝和維護(hù)過(guò)程中，需要一個(gè)顯示終端來(lái)檢查系統(tǒng)參數(shù)，并可能用來(lái)更改參數(shù)值。

結(jié)構(gòu)組成：能見(jiàn)度儀由以下各部分組成

a）發(fā)射器

b）接收器

c）微處理控制器/接線盒

機(jī)械指標(biāo)

尺寸（長(zhǎng)x寬x高）：610mm x 230mm x 300mm

重量： 小于10kg

安裝： 安裝在已架設(shè)好的圓形立柱上

材料： 陽(yáng)極化處理硬質(zhì)鋁，外表面加噴漆保護(hù)

電力指標(biāo)

電源： 交流110VAC/220VAC ±20%或直流12VDC

功率： 小于5W，典型值4W

光學(xué)指標(biāo)

散射角覆蓋：39^o—51 ^o 前散射

峰值波長(zhǎng)： 870nm

帶    寬：   100nm

光譜響應(yīng)度： 響應(yīng)在870nm，0.65 A/W

測(cè)量指標(biāo)

測(cè)量范圍： 

5m—5km

測(cè)量精度：

2Km—10km，誤差±5%

    儀器一致性：≤±4%

    更新間隔： 15秒

線性動(dòng)態(tài)量程： 3000：1

 可靠性與維護(hù)周期

平均無(wú)故障工作時(shí)間（MTBF）：大于18000小時(shí)

清潔光學(xué)鏡頭：3個(gè)月，或視使用環(huán)境而定

環(huán)境適應(yīng)性

工作環(huán)境溫度： －40—+60℃

工作相對(duì)濕度： 0—100%

地域適應(yīng)性：可在沿海地區(qū)連續(xù)使用

能見(jiàn)度測(cè)量原理：前向散射原理

QT-VD900系列能見(jiàn)度儀具有前散射儀器的所有性能特點(diǎn)，它通過(guò)對(duì)采樣區(qū)懸浮顆粒發(fā)出小于90 度的前向散射光的測(cè)量而實(shí)現(xiàn)；能見(jiàn)度儀的采樣區(qū)由發(fā)送器發(fā)射光路與接收器的接收光路交叉部分決定。顯然，它不同于透視儀測(cè)量的總消光系數(shù)，前向散射儀只測(cè)量一定角度的散射系數(shù)，也即在中央前散射角附近的較窄的散射角。普遍認(rèn)可計(jì)算白天和夜間的能見(jiàn)度需要測(cè)量總消光系數(shù)，而不是一定角度的散射系數(shù)，因此有必要表明一定角度的散射系數(shù)在特定的條件下與總大氣消光系數(shù)有確定比例關(guān)系，總大氣消光系數(shù)包括全范圍內(nèi)散射和吸收光線之和。在能見(jiàn)度測(cè)量小于100km 以內(nèi)時(shí)，霧，煙、灰霾、揚(yáng)塵或揚(yáng)沙等懸浮物及各種類型的降水量決定了可見(jiàn)和近可見(jiàn)光線在大氣中的消光作用，超過(guò)100km距離，分子物質(zhì)的散射才發(fā)揮作用；而懸浮顆粒和降水的吸收作用與其散射作用相比可以忽略不計(jì)。鑒于以上理由，在能見(jiàn)度小于100km時(shí)，總散射系數(shù)可以等于總消光系數(shù)。這一結(jié)論，在各種權(quán)威試驗(yàn)中得到認(rèn)證。

下面應(yīng)確認(rèn)利用有角度的散射系數(shù)的測(cè)量與總散射系數(shù)測(cè)量的結(jié)果是一致的。有角度的散射系數(shù)可分為2 個(gè)部分：相位角函數(shù)和總散射系數(shù)。用有角度的散射系數(shù)代替總散射系數(shù)，只有當(dāng)相位角函數(shù)為常數(shù)時(shí)才可實(shí)現(xiàn)，并且測(cè)量應(yīng)保證在所有天氣條件下都有效。研究表明：在散射角35 到55 度區(qū)域，對(duì)任何級(jí)別的薄霧和霧，相位角的變化非常小，因此，使用有角度的散射系數(shù)代替總的散射系數(shù)是可行的，這也是前向散射能見(jiàn)度儀實(shí)現(xiàn)的依據(jù)。VD900系列能見(jiàn)度儀全部采用42—45度散射角，因?yàn)樵摻嵌炔粌H保證了在霧、煙幕、灰霾、揚(yáng)塵測(cè)量的準(zhǔn)確性，也保證了在降雪測(cè)量中有效性。