[实用新型]一种降雨粒径测量装置及微波测雨系统

说明书

本实用新型涉及一种降雨粒径测量装置及微波测雨系统。所述降雨粒径测量装置包括：光学模块和成像模块；光学模块包括置于第一空心圆柱管道中的光源和光束整形系统；成像模块包括置于第二空心圆柱管道中的成像透镜、光阑和图像传感器；第一空心圆柱管道与第二空心圆柱管道同轴放置；光束整形系统、成像透镜、光阑和图像传感器依次设置在光源的出射光路上。所述微波测雨系统包括降雨粒径测量装置、上位机以及测雨雷达；上位机分别与降雨粒径测量装置以及测雨雷达通过无线网络通信连接。本实用新型所述降雨粒径测量装置及微波测雨系统不存在复杂的连接电路，结构简单、工作稳定，在恶劣天气下能够正常运行，并且提高微波测雨的灵敏度。

技术领域

本实用新型涉及雨情监测设备技术领域，特别是涉及一种降雨粒径测量装置及微波测雨系统。

背景技术

雨情监测是气象探测中的重要环节，对于降水的防灾、减灾具有重要的实际意义。它通过对降雨数据的获取、分析和研究，得到未来气象变化的信息。如今常用的测雨方式主要有光学雨量测量和微波测雨等。

现有的微波测雨技术受雨衰效应影响，仅能探测一些强度适中的降水，对一些强度极大的雷暴雨的预测会有较大的偏差(如2021年暑期河南郑州的强降水现象即为分布空间预报出现偏差而导致防范措施不及时)，且信号干扰大，测量结果不够精确，在恶劣天气下无法正常运行从而导致预报不及时或不准确等。

为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。专利号CN201510706745.4公开了一种高灵敏度频率调制雷达物尾位计系统；专利号CN202021686155.2公开了一种改进型雷达信号收发模块。两项专利均对现有的测雨雷达进行了改进，分别通过调高雷达天线的分辨率和调整雷达具有双重供电系统来提高雷达测雨的准确性。

然而，上述方案虽然在一定程度上解决了现有的测雨雷达灵敏度不高，容易受雨滴粒径大小影响的缺陷，但仍旧存在许多问题：结构复杂，测量结果仍然具有较大的误差，双重电源会增大测雨雷达的负担，电路设计复杂且在恶劣天气下无法正常运行(尤其是针对大型强降水现象)，导致探头使用寿命短的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种降雨粒径测量装置及微波测雨系统，以解决现有的测雨雷达结构及电路设计复杂、在恶劣天气下无法正常运行以及灵敏度不高的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种降雨粒径测量装置，包括：光学模块和成像模块；所述光学模块包括置于第一空心圆柱管道中的光源和光束整形系统；所述成像模块包括置于第二空心圆柱管道中的成像透镜、光阑和图像传感器；所述第一空心圆柱管道与所述第二空心圆柱管道同轴放置；

所述光束整形系统、所述成像透镜、所述光阑和所述图像传感器依次设置在所述光源的出射光路上；所述光源发出的光束经由所述光束整形系统整形为强度相等、偏振方向相同的平行光；所述平行光依次经过所述成像透镜和所述光阑后由所述图像传感器接收进行成像；当雨滴粒子降落穿过所述光束整形系统和所述成像透镜之间的检测区域时，对所述平行光光束产生遮挡，造成所述图像传感器拍摄的图像上具有大小与所述雨滴粒子大小成正比的阴影。

可选地，所述光源为LD激光器。

可选地，所述光束整形系统为一组鲍威尔棱镜。

可选地，所述成像透镜为凸透镜。

可选地，所述光阑为中间有一小孔的面板。

可选地，所述图像传感器为CCD图像传感器。

一种微波测雨系统，包括：所述降雨粒径测量装置、上位机以及测雨雷达；所述上位机分别与所述降雨粒径测量装置以及所述测雨雷达通过无线网络通信连接。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：