[实用新型]一种基于压电和光学技术的吹雪探测装置

说明书

本实用新型提出了一种基于压电和光学技术的吹雪探测装置，包括沿X向相对设置的第一探测仪和第四探测仪、沿Y向相对设置第二探测仪和第三探测仪；第一探测仪、第二探测仪、第四探测仪和第三探测仪的外端围成一外圈，内端围成一内圈；第一探测仪包括用于感知风速大小的压电模块和红外线发射模块；第四探测仪包括感知风速大小的压电模块和红外线接收模块；第四探测仪的红外线接收模块接收第一探测仪的红外线发射模块发出的红外线；第三探测仪的红外线接收模块接收第二探测仪的红外线发射模块发出的红外线；第一探测仪、第二探测仪、第四探测仪和第三探测仪的压电模块均朝向外圈设置。本实用新型可探测吹雪的速度和能见度。

技术领域

本实用新型属于气象探测仪器领域，涉及一种基于压电和光学技术的吹雪探测装置。

背景技术

吹雪是由强风将地面积雪卷起，而引起能见度降低的一种天气现象。在冬季，吹雪引起的能见度降低影响着飞机的起降、汽车行驶，甚至产生严重的交通隐患。吹雪对能见度的影响极为复杂，不仅与地面的积雪厚度有关，还与积雪的含水量、风向风速、地形有关。因此，研制一种可以实现同时观测吹雪强度与能见度的探测仪具有重要意义。

目前，气象观测中以测量降雪的雪深、雪压为主，其风速以及其对能见度的影响仅用于科学研究，且国内的观测结果较少。然而对于中国北方山区、以及东北部的大风区，即使降雪量较少，由大风和直径较小的雪粒子引起的能见度降低现象，以及降雪在空间上的迁移对局地降水量的影响，都是气象领域关心的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于压电和光学技术的吹雪探测装置，基于不同运动速度和方向的吹雪对于弹性金属膜片的压力不同，以及不同强度降水粒子对于红外光的消光程度不同的原理，用于专门探测吹雪的速度和能见度。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于压电和光学技术的吹雪探测装置，包括：沿X向相对设置的第一探测仪和第四探测仪、沿Y向相对设置第二探测仪和第三探测仪；所述第一探测仪、第二探测仪、第四探测仪和第三探测仪依次设置且位于同一平面内；所述第一探测仪、第二探测仪、第四探测仪和第三探测仪的外端围成一外圈，所述第一探测仪、第二探测仪、第四探测仪和第三探测仪的内端围成一内圈；

所述第一探测仪和第二探测仪的结构相同，所述第三探测仪和第四探测仪的结构相同；

所述第一探测仪包括用于感知风速大小的压电模块和红外线发射模块；所述第四探测仪包括感知风速大小的压电模块和红外线接收模块；第四探测仪的红外线接收模块接收所述第一探测仪的红外线发射模块发出的红外线；第三探测仪的红外线接收模块接收所述第二探测仪的红外线发射模块发出的红外线；

所述第一探测仪、第二探测仪、第四探测仪和第三探测仪的压电模块均朝向所述外圈设置；所述第一探测仪的红外线发射模块、第二探测仪的红外线发射模块、第四探测仪的红外线接收模块和第三探测仪的红外线接收模块均朝向所述内圈设置。

优选地，所述第一探测仪包括一筒体，所述第一探测仪的压电模块和红外线发射模块均设置于所述筒体内；

所述第一探测仪的压电模块包括一固定于筒体内的压电支撑板，所述压电支撑板上固定若干压电陶瓷柱，所有所述压电陶瓷柱的感应端均固定于同一弹性金属薄膜的一侧面上，所述弹性金属薄膜的另一侧面伸出所述筒体并朝向所述外圈设置；所有所述压电陶瓷柱均与一测量电路模块连接；

雪粒击打造成所述弹性金属薄膜产生形变，所述压电陶瓷柱用于检测压力变化并产生相应信号，所述测量电路模块将压电陶瓷柱产生的信号转化为数字信号。

优选地，所述第一探测仪还包括一供电模块，所述供电模块与所述测量电路模块连接。

优选地，所述第一探测仪的红外线发射模块包括：

光学支撑板，固定于所述第一探测仪的筒体；