[实用新型]大气能见度测量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学测量技术领域，更具体地，涉及一种大气能见度测量系统。

背景技术

能见度测量在航空、航海、高速路等交通领域的安全方面和研究大气污染方面具有重大意义。能见度测量的结果决定了机场、港口和高速路的开放和关闭，是各类运输装备的驾驶人员进行操作所参考的气象要素。较长时间以来，准气象部门由于缺少相关的观测仪器只能通过观察人工预置的黑桩进行能见度的判断，测量结果存在较大误差。

近年来出现了各种能够测量能见度的仪器设备，这些设备通过测试能见度的相关参量来推算能见度，其中包括透射式、前向散射式和后散射式。

透射式能见度测量设备包括一体式和分体式两类。一体式如图1所示，是指发射装置和接收装置设置在同一箱体内，在一定距离之外设置反射器，使用不同角度分开的多测量基线。通常，一体式透射仪采用氙闪光灯或激光作为脉冲发光源，当能见度在适度范围内变化时，采用相应的某一测量基线。在接收器接近最大值时，接收单元信号驱动透射整机自动转接到另一条大或小的基线上，保证接收器得到合适的信号值。在安装过程中，一体式需要反射器进行非常精确地调整，以把发射光返回到接收器的位置，来保证发射光准确进入接收器中心孔位置(为克服杂散光影响，接收器孔直径较小，一般只有直径10毫米左右的深孔洞)，如果采用多基线安装，难度成倍增加。

分体式能见度测量设备如图2所示，是指发射机和接收机分别安装在一条基线的两端，对于一台发射机，需要在15米和75米的相对位置上分别安装两台接收机。分体式的单基线在15米至75米范围内同样存在光轴对准的问题。由于透射式基本都采用脉冲氙灯发射光技术，气象采样空间较小。

如图3所示，前向散射式能见度测量设备的发射/接收光学系统被分别安装在相距有1.2米、都向下倾斜35度并在交汇处形成800毫升的取样空间区域，能见度空间代表性变小。

如图4所示，后向散射能见度测量设备的发射机向上倾斜与接收机的光轴大约在15米的距离上相交，后向散射式虽然将发射/接收的空间相对位置增加到15米，但采样空气体积加大，气象代表性仍然不够。

总之，当前的各类透射仪、散射仪只能安装在较短的距离范围，空间小，导致取样空气代表性就小，能见度距离测量受到相当大的限制，精度和相对误差一般超过20％-30％。

实用新型内容

为克服现有能见度测量设备中距离范围小、测量精度差的缺陷，本实用新型提出一种大气能见度测量系统。

根据本实用新型的一个方面，提出了一种大气能见度测量系统，包括：光学锥体反射器和大气能见度测量仪，其特征在于：

所述大气能见度测量仪包括大物镜、测量望远分光镜和目镜，所述目镜处于所述大物镜的焦点的后方，所述测量望远分光镜置于大物镜和目镜之间，所述测量望远分光镜的内部反射面是镀有半透半反膜的胶合面。

所述测量望远分光镜的尺寸被设计使得入射到所述大物镜的平行光汇聚在所述测量望远分光镜左侧表面时边长大于汇聚光形成的圆形的直径。

所述测量望远分光镜内部反射面是45度胶合面。

所述测量望远分光镜内部反射面镀有700nm分界的半透半反膜。

所述目镜包括调焦镜组和目镜组。

所述系统还包括两个45度斜方棱镜，其布置在所述测量望远分光镜会聚的红外光形成的圆形的直径上，将所述测量望远分光镜的所述红外光圆形分为两个半圆。

所述系统还包括参考光路，所述参考光路包括两个半透射半反射平镜、两个凸透镜，其中，所述半透射半反射平镜布置在所述45度斜方棱镜的反射光路上方，与该反射光路成45度角；所述凸透镜布置在所述半透射半反射平镜之间，用于将所述半透射半反射平镜的透射光进行聚焦。

所述凸透镜的焦距为焦点和所述凸透镜之间的距离，所述凸透镜的焦距为焦点和所述凸透镜之间的距离。

所述参考光路还包括两个光阀和，分别布置在作为发射端的所述半透射半反射平镜的两端的光路上。

本系统可以测量光能在大气中的衰减程度，可以确定每米光能衰减的程度，从而得到光能在多少距离衰减到人眼无法分辨的程度，实现能见度的精确测量。

附图说明

图1是现有技术的一体透射式能见度测量设备的布置和基线的示意图；

图2是现有技术的分体透射式能见度测量设备的示意图；

图3是现有技术的前向散射式能见度测量设备的示意图；

图4是现有技术的后向散射式能见度测量设备的示意图；

图5是根据本实用新型的第一实施例的大气能见度测量系统示意图；