[发明专利]一种下落粒子的直径测量方法及激光雨滴谱仪

说明书

本发明提供了一种下落粒子的直径测量方法及激光雨滴谱仪，该激光雨滴谱仪包括：激光发射端、带狭缝的遮挡装置以及激光接收端；激光发射端发射的平行激光会穿过遮挡装置的狭缝，并且狭缝的两端的宽度均大于狭缝中间的宽度，使得穿过狭缝的平行激光的中间部分的厚度会小于两端部分的厚度，则穿过狭缝的平行激光的中间部分的强度得到一定程度地减小，而两端部分的激光强度基本保持不变，从而使得该平行激光的激光强度能够具有更好的线性度。此时，利用具有更好线性度的平行激光来测量下落粒子的直径，能够使得下落粒子的测量误差更小。

技术领域

本发明涉及光学设备领域，尤其是涉及一种下落粒子的直径测量方法及激光雨滴谱仪。

背景技术

激光雨滴谱仪(也有称为降水现象仪)用于利用激光技术，对雨滴、雪花或者冰雹等下落粒子的直径进行测量，而下落粒子的直径对降水量等参数的计算具有重要意义。

一种常见的激光雨滴谱仪包括激光发射端和激光接收端，并且利用激光强度的突变量测量下落粒子的直径，具体的测量过程包括：激光发射端发射平行激光，在激光发射端和激光接收端之间形成测量区域，当下落粒子经过测量区域时会对平行激光造成遮挡，使得激光接收端接收到的激光产生激光强度的突变，激光接收端根据激光强度的突变量与下落粒子的直径之间的正比例关系，计算出下落粒子的直径。

然而，发明人发现，目前的激光雨滴谱仪在利用激光强度的突变量测量下落粒子的直径时，测量误差往往较大，进而导致降水量等参数的测量误差也比较大，尤其是当降水量较大时，测量误差甚至能够达到15％以上。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种下落粒子的直径测量方法及激光雨滴谱仪，以实现在测量雨滴、雪花或者冰雹等下落粒子时能够减少测量误差，提高测量准确度。

为此，本发明解决技术问题的技术方案是：

本发明提供了一种激光雨滴谱仪，包括：激光发射端、带狭缝的遮挡装置以及激光接收端；

所述激光发射端用于发射平行激光；

所述带狭缝的遮挡装置设置在所述激光发射端的前端，与所述激光接收端之间形成测量区域；所述遮挡装置上的狭缝设置在所述平行激光的发射面上，使得所述平行激光穿过所述狭缝并在所述平行激光的厚度方向上被部分遮挡；其中，所述狭缝的其中一端或者两端的宽度大于所述狭缝的中间的宽度；

所述激光接收端用于接收穿过所述狭缝的平行激光，并检测接收的平行激光的激光强度，当判断出所述激光强度发生突变时，根据所述激光强度的突变量计算下落粒子的直径。

在一些可能的实施方式中，所述狭缝的其中一端的宽度大于所述狭缝的另一端的宽度，其中，所述其中一端相比于所述另一端，与所述平行激光的点光源之间的距离更远。

在一些可能的实施方式中，所述遮挡装置包括遮挡片和固定片，所述狭缝设置在所述遮挡片上，所述固定片用于对所述遮挡装置进行固定。

在一些可能的实施方式中，所述遮挡装置与所述平行激光的发射面之间具有可调的角度。

在一些可能的实施方式中，所述狭缝的长度大于所述平行激光的宽度。

在一些可能的实施方式中，所述激光发射端包括：光电转换模块和处理模块；

所述光电转换模块用于接收穿过所述狭缝的平行激光，对接收的平行激光进行光电转换，将转换后的电信号发送至处理模块；

所述处理模块用于根据所述电信号检测接收的平行激光的激光强度，当判断出所述激光强度发生突变时，根据所述激光强度的突变量计算下落粒子的直径。

此外，本发明还提供了一种带狭缝的遮挡装置，用于激光雨滴谱仪中，所述激光雨滴谱仪还包括激光发射端和激光接收端；