[实用新型]一种散射式云滴粒子探测器的标定装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种云滴粒子探测器的标定装置，尤其是涉及一种利用光纤芯测量灵敏区域的散射式云滴粒子探测器的标定装置，属于气象分析技术领域。

背景技术

云滴粒子探测器可以用于云滴粒子的粒径谱、含水量的测量，其测量数据对人工影响天气具有重要的指导作用，有利于提高人工活动影响的效率。测量中将探测器固定于飞机机翼下方，飞机在云中飞行时，云滴粒子相对仪器沿垂直与光路的方向飞行，当云滴粒子探测器进入光路时，按照米散射原理，激光被云粒子向4π方向散射，接收系统接收接收4-14°立体角内的散射光，经透镜转变为平行光，分束镜将接收到的散射光分为两部分，使用两个光电探测进行探测，探测器前面有小孔的通道为质量控制通道，用于确定粒子出现位置是否在灵敏区域范围内，另一探测器为测量通道，其幅度决定待测粒子的大小。对一台散射式云滴粒子探测器而言，不仅要求准确测量单个粒子的尺寸，还要求其灵敏区域准确可靠，为确保测量准确，云滴粒子探测器需要定期的进行定标。

目前对云滴粒子探测器的标定有多种方法：基于小孔的系统标定方法，基于水滴的标定方法和基于标准粒子的标定方法。基于小孔的系统标定方法，通过系统对固定大小小孔的响应判断仪器的工作状态，但无法完成系统的原始标定。基于水滴的标定方法所使用的仪器复杂昂贵，且水滴变形会影响标定效果。综合考虑现场标定可行性及标定的准确性，基于标准粒子的标定方法仍然是最为常用的标定方法。在该方法中，一般使用罐装氮气瓶将标准粒子从容器中吹出，监视云滴粒子探测器的输出，并将输出结果与厂方给出的输出结果进行对比，综合评判云滴粒子探测器的工作状态，必要时对云滴粒子探测器进行调整，直至达到理想工作状态。该方法也可以通过喷洒不同粒径的标准粒子结合米散射理论完成仪器的原始标定。但这种方法存在一定的缺陷，主要表现为：1、吹出的粒子速度不稳定，粒子平均速度受罐装氮气瓶的影响，氮气压力越大速度越大，反之越小，就一次操作而言各个时刻粒子的速度也不相同，导致电信号宽度各不相同，影响数据的处理；2、粒子重合效应，氮气瓶开关刚打开时，一般气体压力较大，短时间内将标准粒子全部吹出，粒子吹出的密度较大，导致多个标准粒子同时出现在光路中，即接收系统同时接收到了多个粒子的散射，则会得到较大的粒子直径；3、标定过程中，粒子应从探测器的灵敏区域通过，目前标定中没有对应的位置的调整结构，而灵敏区域的范围很小，约为2mm，因此，很难保证粒子从灵敏区域通过，也降低了标准粒子的使用效率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种散射式云滴粒子探测器的标定装置，避免了标定过程中速度不同、灵敏区域内重合等问题，保证粒子从灵敏区通过，提高粒子的使用效率。

为了解决以上技术问题，本实用新型涉及一种散射式云滴粒子探测器的标定装置，包括三维平移台、放置标准粒子的玻璃瓶、恒定气流泵和光纤芯；所述三维平移台的台面通过连接件与所述玻璃瓶固定连接，所述玻璃瓶的瓶口旋拧连接玻璃瓶盖，所述玻璃瓶盖上设置进气管和出气管，所述进气管的一端伸入所述玻璃瓶的底部，其另一端通过管道与所述恒定气流泵连接，所述出气管的一端伸入所述玻璃瓶的上部，其另一端固定所述光纤芯。

本实用新型技术方案的进一步限定为：所述三维平移台包括X、Y、Z三个方向上的调整螺杆，所述调整螺杆的调整精度为20微米。

进一步地：所述玻璃瓶为容积为2毫升的医用玻璃瓶。

进一步地：所述进气管伸入玻璃瓶的一端距离玻璃瓶底部2毫米。

进一步地：所述出气管伸入玻璃瓶的一端距离玻璃瓶盖底部2毫米。

进一步地：所述光纤芯长度为2毫米，芯茎为100微米。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种散射式云滴粒子探测器的标定装置及其方法，利用光纤散射模拟粒子及三维平移台精密调节可测量出灵敏区域的形状与面积，本实用新型使用恒定气流泵将标准粒子均匀吹出，避免了多个粒子同时出现在光路中的情况，减小了粒子重合引起的误差，同时，恒定气流泵吹出不同粒径的标准粒子通过光路的速度相同，使得标定结果更为准确；恒定气流泵的气流在进入标准粒子的玻璃瓶前经过过滤与干燥，有效地前少空气中颗粒物带来的干扰，使粒径小的标准粒子的标定结果更为准确；同时，本实用新型使用的三维平移台将出气管精确的定位于灵敏区域的上方，保证标定结果的正确性，并能够提高粒子使用效率。本实用新型装置结构简单，组装容易，同时方法步骤控制精确，容易实现。 

附图说明