CN109709076A - 一种前向散射能见度仪检测***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种前向散射能见度仪检测***及方法。所述检测***包括：气象光学视程观测环境模拟装置、标准前向散射能见度仪、朗伯光源散射板、机械固定转接件、滤光片和上位机；通过气象光学视程观测环境模拟装置模拟低能见度环境；并将所述朗伯光源散射板和所述滤光片均设置在所述机械固定转接件上；将所述机械固定连接件可拆卸的安装在所述标准前向散射能见度仪的发射端，采集标准数据，将所述机械固定连接件可拆卸的安装在所述待测前向散射能见度仪的发射端，采集检测数据；并比较所述标准数据和所述检测数据，获取所述待测前向散射能见度仪的检测结果，实现正在使用的前散仪在低能见度区间的示值误差的直接检测。
Description
技术领域
本发明涉及气象检测领域，特别涉及一种前向散射能见度仪检测***及方法。
背景技术
能见度是反映大气透明度的一个指标，气象上指具有正常视力的人在当时的天气条件下能够从天空背景中看到和辨认出目标物的最大水平距离，可以客观地测量并用气象光学视程(Meteorological Optical Range，简称MOR)表示。世界气象组织(worldmeteorological organization，WMO)定义的气象光学视程是指色温为2700K的白炽灯的平行光束光通量削弱为其初始值的0.05时所需通过的大气路径长度。
WMO发布的第六版《气象仪器和观测方法指南》在“气象光学视程的仪器测量”中指出常用的MOR测量仪器主要有以下两类。
1、测量小体积空气对光的散射系数。在自然雾中，吸收通常可忽略，散射系数，可视作与消光系数相同。目前广泛使用的是前向散射能见度仪(以下简称前散仪)。前散仪主要由发射单元、接收单元、控制单元等组成。发射单元光源经过调制，通过一组透镜对光束整形，发射到空气中。光束与空气中的粒子产生散射作用，散射光方向各不相同。接收单元与发射单元形成一定夹角，接收固定方向的散射光，接收单元的光电探测器把光信号转换为电信号，电信号经过控制单元处理反演出当前气象光学视程。
2、测量水平空气柱的消光系或透过率。光的衰减是由沿光束路径上的微粒散射和吸收造成的。因为透射表测量MOR是根据准直光束的散射和吸收导致光强衰减的原理，观测值与MOR的定义紧密相关。一个优良的、维护好的透射表在其最高准确度范围内工作时对MOR的真值能给出非常好的近似。从WMO第一次对能见度测量相互比对的报告结果来看，用散射仪测定低MOR值远没有用透射表测得准确。适当校准和维护的透射表，当MOR高达60倍于其基线时可提供MOR的测量值只有约10％的标准误差。
2012年以来，中国气象部门已在2300余个国家地面气象观测站列装前散仪用于综合气象观测业务中的能见度自动化观测。此外，相关部门在高速公路和航运河道沿线也建设有交通气象观测站并使用前散仪开展能见度自动化观测，用于保障交通安全。以安徽省为例，截至2018年底，将有600余个交通气象观测站进行能见度观测。初步估算，目前，全中国气象部门在用前散仪近4000台。
截至2018年10月份，获得中国气象局气象专用技术装备使用许可证的前散仪产品共有三种型号，分别为华云升达(北京)气象科技有限责任公司DNQ1型、安徽蓝盾光电子股份有限公司DNQ2型和凯迈(洛阳)环测有限公司DNQ3型。本发明主要用于检测上述型号在用能见度传感器观测示值是否准确，也可供其他型号前散仪参考使用。
华云升达(北京)气象科技有限责任公司2014年发布的《DNQ1前向散射能见度仪用户手册》在校准方法中指出可以使用PWA11校准套件检查并调整设备校准参数。该套件包含一个挡板和两个具有已知散射属性的不透明玻璃板。校准过程检查两点：零散射信号和极高的散射信号。零信号使用挡板获取，而高散射信号使用不透明玻璃板获取。中国的DNQ2型和DNQ3型以及芬兰Vaisala公司生产的FD12型和PWD20型前散仪均使用类似的方法进行校准。现有的前散仪检测装置不能直截用于检测大量在用前散仪在低能见度区间的示值误差。
发明内容
本发明的目的是提供一种前向散射能见度仪检测***及方法，以实现在用前散仪在低能见度区间的示值误差的直接检测。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种前向散射能见度仪检测***，所述检测***包括：
气象光学视程观测环境模拟装置、标准前向散射能见度仪、朗伯光源散射板、机械固定转接件、滤光片和上位机；
所述标准前向散射能见度仪设置在所述气象光学视程观测环境模拟装置的内部，所述气象光学视程观测环境模拟装置用于模拟低能见度环境；
所述朗伯光源散射板和所述滤光片均设置在所述机械固定转接件上；
所述机械固定连接件可拆卸的安装在所述标准前向散射能见度仪的发射端，所述标准前向散射能见度仪的控制端通过串口线连接至所述上位机，用于采集标准数据；
所述机械固定连接件可拆卸的安装在所述待测前向散射能见度仪的发射端，所述待测前向散射能见度仪的控制端通过串口线连接至所述上位机，用于采集检测数据；
所述上位机用于比较所述标准数据和所述检测数据，获取所述待测前向散射能见度仪的检测结果。
所述机械固定转接件具体包括：中心设置有圆孔的圆形法兰盘和内径大小可调的夹具，所述圆形法兰盘的一端与所述滤光片螺纹连接，所述朗伯光源散射板通过顶丝固定在所述圆形法兰盘的另一端的圆孔内，所述圆形法兰盘的另一端通过螺丝与所述夹具的一端固定，所述夹具的另一端加紧在所述标准前向散射能见度仪的发射端。
可选的，所述检测***还包括：透射能见度仪，所述透射能见度仪的发射装置设置在所述气象光学视程观测环境模拟装置的一端，所述透射能见度仪的接收装置设置在所述气象光学视程观测环境模拟装置的另一端，所述透射能见度仪用于为所述气象光学视程观测环境模拟装置产生的能见度模拟环境提供标准值。
可选的，所述滤光片包括：第一滤光片和第二滤光片；所述第一滤光片和所述第二滤光片并排设置。
可选的，所述第一滤光片的透过率为1％。
可选的，所述第二滤光片的透过率为0.1％。
可选的，所述朗伯光源散射板为方形或圆形；
可选的，所述朗伯光源散射板的雾度值的范围为95％到97％。
可选的，所述上位机为计算机。
一种前向散射能见度仪检测方法，所述检测方法包括如下步骤：
将标准前向散射能见度仪、待测前向散射能见度仪和透射能见度仪安装在气象光学视程观测环境模拟装置中；
启动所述气象光学视程观测环境模拟装置使能见度值小于10m；
调整所述标准前向散射能见度仪的参数，使所述标准前向散射能见度仪的测量值与所述透射能见度仪的测量值的差值小于预设值；
将朗伯光源散射板和滤光片通过机械固定转接件安装在所述标准前向散射能见度仪的发射端，采集得到标准数据；
将朗伯光源散射板和滤光片通过机械固定转接件安装在所述待测前向散射能见度仪的发射端，采集得到检测数据；
比较所述标准数据和所述检测数据，获取所述待测前向散射能见度仪的检测结果。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明公开了一种前向散射能见度仪检测***及方法。所述检测***包括：气象光学视程观测环境模拟装置、标准前向散射能见度仪、朗伯光源散射板、机械固定转接件、滤光片和上位机；通过气象光学视程观测环境模拟装置模拟低能见度环境；并所述朗伯光源散射板和所述滤光片均设置在所述机械固定转接件上；分别将所述机械固定连接件可拆卸的安装在所述标准前向散射能见度仪的发射端，采集标准数据，将所述机械固定连接件可拆卸的安装在所述待测前向散射能见度仪的发射端，采集检测数据；并比较所述标准数据和所述检测数据，获取所述待测前向散射能见度仪的检测结果，实现正在使用的前散仪在低能见度区间的示值误差的直接检测。并且采用机械固定连接件可以将朗伯光源散射板和滤光片设置在不同型号的前向散射能见度仪的发射端，提高了前向散射能见度仪检测***的通用性。
本发明还设置了透射能见度仪，来为所述气象光学视程观测环境模拟装置产生的能见度模拟环境提供标准值，实现了前散仪和透射能见度仪之间相对误差范围的现场检测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种前向散射能见度检测***的结构示意图；
图2为本发明提供的朗伯光源散射板的安装示意图；
图3为本发明提供的前向散射能见度仪的结构示意图；
图4为本发明提供的透射能见度仪的结构示意图；
图5为本发明提供的朗伯光源散射板的光学散射原理图；
图6为本发明提供的一种前向散射能见度仪检测方法的流程图。
具体实施方式
本发明的目的是提供一种前向散射能见度仪检测***及方法，以实现在用前散仪在低能见度区间的示值误差的直接检测。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对发明作进一步详细的说明。
实施例1
本发明实施例1提供一种前向散射能见度检测***。
如图1和2所示，所述检测***包括：气象光学视程观测环境模拟装置1、标准前向散射能见度仪2、朗伯光源散射板3、机械固定转接件4、滤光片5和上位机6；所述标准前向散射能见度仪2设置在所述气象光学视程观测环境模拟装置1的内部，所述气象光学视程观测环境模拟装置1用于模拟低能见度环境；所述朗伯光源散射板3和所述滤光片5均设置在所述机械固定转接件4上；所述机械固定连接件可拆卸的安装在所述标准前向散射能见度仪2的发射端，所述标准前向散射能见度仪2的控制端通过串口线连接至所述上位机6，用于采集标准数据；所述机械固定连接件可拆卸的安装在所述待测前向散射能见度仪的发射端，所述待测前向散射能见度仪的控制端通过串口线连接至所述上位机6，用于采集检测数据；所述上位机6用于比较所述标准数据和所述检测数据，获取所述待测前向散射能见度仪的检测结果。
实施例2
本发明实施例2提供一种前向散射能见度检测***的优选的实施方式，但是本发明的实施不限于本发明实施例2所限定的实施方式。
气象光学视程观测环境模拟装置1用于调节空气样本中水颗粒物含量变化，模拟大气能见度在10m-3km之间的缓慢变化。
如图3所示，前向散射能见度仪主要包括发射单元301、接收单元302、控制单元303等。发射单元301光源经过调制，通过一组透镜对光束整形，发射到空气中；光束与空气中的粒子产生散射作用，散射光方向各不相同。接收单元302与发射单元301形成一定夹角，接收固定方向的散射光，接收单元的光电探测器把光信号转换为电信号，电信号经过控制单元303处理反演出当前气象光学视程。发射单元301出射光束的一端为前向散射能见度仪的发射端，接收单元302接收光束的一端为前向散射能见度仪的接收端，控制单元与上位机6的连接端为前向散射能见度仪的控制端。
标准前向散射能见度仪2，在气象光学视程观测环境模拟装置1中安装一台标准前向散射能见度仪2，其采样区偏离气象光学视程检测装置中的透射能见度仪中心光路不大于0.5m。利用模拟环境中能见度在10m-3km之间的变化过程，调整该准前向散射能见度仪的***常数，直至其测量结果与标准透射能见度仪在20m-1500m区间偏离不大于±5％，在1500m-3000m区间偏离不大于±10％。
如图1-2所示，所述检测***还包括：透射能见度仪7，如图4所示，透射能见度仪7包括发射装置401、接收装置402和光线传输路径403，所述透射能见度仪7的发射装置401设置在于所述气象光学视程观测环境模拟装置1的一端，所述透射能见度仪的接收装置403设置在所述气象光学视程观测环境模拟装置1的另一端，所述透射能见度仪7用于为所述气象光学视程观测环境模拟装置1产生的能见度模拟环境提供标准值。进一步的，所述透射能见度仪为一台高精度透射能见度仪，量程为15m-30km，作为误差检测标准器，输出的示值视为模拟环境中能见度观测参考标准值。世界气象组织(world meteorologicalorganization，WMO)的实验结果表明，测量低能见度时，透射能见度仪远比前散仪准确。此外，适当校准和维护的透射表，当MOR高达60倍于其基线时可提供MOR的测量值只有约10％的标准误差。综合考虑《前向散射式能见度仪通用规范》(GJB 6298-2008)和中国气象局《前向散射能见度仪观测规范(试行)》对前散仪测量准确性的要求，透射能见度仪可以作为3km以下能见度测量标准器。
所述机械固定转接件4具体包括：中心设置有圆孔的圆形法兰盘和内径大小可调的夹具，所述圆形法兰盘的一端与所述滤光片螺纹连接，所述朗伯光源散射板通过顶丝固定在所述圆形法兰盘的另一端的圆孔内，所述圆形法兰盘的另一端通过螺丝与夹具的一端通过螺丝定位连接，所述夹具的另一端加紧在所述标准前向散射能见度仪的发射端。具体的，机械固定转接件由氧化发黑的铝制材料加工而成，包括中心设置有圆孔的圆形法兰盘和内径大小可调的夹具。圆形法兰盘和夹具通过螺丝定位连接。圆形法兰盘的中心的圆孔的孔径不小于待测型号前向散射能见度仪镜头口径，避免遮挡光路。夹具内径不小于待测型号前向散射能见度仪发射端外径，确保机械固定转接件可稳定安装。使用前，先在圆形法兰盘固定夹具一侧安装朗伯光源散射板，然后使用定位螺丝固定夹具，最后在另一侧安装滤光片(中性衰减滤光片)，以避免散射板和滤光片产生划痕影响信号强度检测的准确性和重复性。使用时，确保圆形法兰盘和待测前向散射能见度仪发射端的中心几何位置对正。
所述朗伯光源散射板3由经表面抛光的乳白色光学扩散玻璃制成，在两个表面均可产生强烈的光散射现象。为降低背景光干扰，提高光电转换信噪比，前散仪发射单元使用特定波长的近红外光源发射调制光脉冲。前散仪接收单元安装有与发射单元波长和调制频率对应的窄带滤光片和检波器。即接收单元只能解调与发射端波长和调制频率相同的光脉冲，确保几乎不对其他杂散光信号产生响应。所述朗伯光源散射板3为方形或圆形；其雾度值的范围为95％到97％。
朗伯光源散射板3安装在前向散射能见度仪发射单元一侧，利用发射单元产生的光脉冲建立与发射单元波长、频率均相同的朗伯光源。朗伯光源是一种具有各向同性光亮度的光源，除在入射端面产生少量反射光外，入射光束的透射光强近似朗伯分布，主要用于实现近似均匀照明。光学散射板工作原理如图5所示，可模拟产生光脉冲强散射信号。
所述滤光片5为中性衰减滤光片，所述滤光片5包括：第一滤光片和第二滤光片，可见光透过率分别为1％和0.1％，用于衰减光学散射板模拟的发射单元光脉冲强散射信号。所述第一滤光片和所述第二滤光片先后安装。
所述上位机6为计算机，所述上位机6通过RS232串口通讯连接线与标准前向散射能见度仪2的控制单元、待测前向散射能见度仪的控制单元和透射能见度仪7的控制单元连接，用于记录透射能见度仪和前散仪测量结果。
在能见度自动化观测准确性要求方面，《前向散射式能见度仪通用规范》(GJB6298-2008)规定前散仪的允许测量误差在10m-500m之间是±50m，在500m-1500m之间是±10％，在1500m-50000m之间是±20％。中国气象局2011年发布的《前向散射能见度仪观测规范(试行)》规定，示值在1.5km以下时最大允许误差为±10％，示值在1.5km以上时最大允许误差为±20％。在能见度观测结果应用方面，《水平能见度等级》(GB/T 33673-2017)规定，水平能见度在10km以上时为优，在2km-10km之间为良，在1km-2km之间为一般，在500m-1km之间为较差，在50m-500m为差，在50m以下为极差。
本发明主要用于检测获得中国气象局气象专用技术装备使用许可证的国产前散仪示值误差，可提高中国气象部门国家地面观测站能见度探测结果的一致性和准确性，为大气能见度预测预警服务提供技术支撑。其他型号前散仪也可参考使用本发明的装置。
实施例3
本发明实施例3提供一种前向散射能见度仪检测方法。
如图6所示，所述检测方法包括如下步骤：
步骤601，将标准前向散射能见度仪、待测前向散射能见度仪和透射能见度仪安装在气象光学视程观测环境模拟装置中；
步骤602，启动所述气象光学视程观测环境模拟装置使能见度值小于10m；
步骤603，调整所述标准前向散射能见度仪的参数，使所述标准前向散射能见度仪的测量值与所述透射能见度仪的测量值的差值小于预设值；
步骤604，将朗伯光源散射板和滤光片通过机械固定转接件安装在所述标准前向散射能见度仪的发射端，采集得到标准数据；
步骤605，将朗伯光源散射板和滤光片通过机械固定转接件安装在所述待测前向散射能见度仪的发射端，采集得到检测数据；
步骤606，比较所述标准数据和所述检测数据，获取所述待测前向散射能见度仪的检测结果。
实施例4
本发明实施例4提供一种前向散射能见度检测方法的一个优选的实施方式，但是本发明的实施不限于本发明实施例4所限定的实施方式。
建立气象光学视程观测环境模拟装置1和气象光学视程检测装置(高精度透射能见度仪)。气象光学视程观测环境模拟装置1的能见度模拟舱长10m宽3m高3m，可模拟能见度在10m-30km之间的变化。气象光学视程检测装置的透射式能见度仪光学基线长度为40m，MOR测量范围15m-30km。本发明动态运行过程如下。
1.在气象光学视程观测环境模拟舱中安装待测前散仪和标准前向散射能见度仪，使其采样区偏离透射式能见度仪中心光路不大于0.5m；
2.启动透射式能见度仪和标准前向散射能见度仪，开启空气净化***，将能见度调整至10km以上，然后启动水颗粒物发生装置；
3.待透射式能见度仪输出能见度值小于10m且稳定后，自然沉降，使用计算机和RS232串口通讯连接线同步记录透射能见度仪和标准待测前散仪输出的十分钟能见度值；
4.待透射能见度仪能见度输出值大于3000m，完成1次测量；
5.将透射能见度仪能见度输出值作为标准值。若标准前向散射能见度仪在20m-1500m区间偏离标准值不大于±5％，在1500m-3000m区间偏离不大于±10％，则执行步骤6。否则，反复调整标准前向散射能见度仪直至满足要求。
6.在标准前向散射能见度仪发射端安装机械固定转接件4，在靠近发射端一侧安装朗伯光源散射板3，稳定后，记录前散仪测量到的光散射信号强度值，作为该朗伯光源散射板3参考值。朗伯光源散射板3可以为方形或圆形，应能完整覆盖发射端截面，其雾度值一般为96％±1％。
7.机械固定转接件4另一侧先后安装380nm-780nm可见光积分透过率分别为1％和0.1％中性衰减滤光片，稳定后，记录标准前向散射能见度仪对应的输出信号强度值，分别作为两片中性衰减滤光片参考值。大量实验结果表明，为保障中性衰减滤光片参考值稳定重复，中性衰减滤光片须安装在前散仪发射端，尺寸大小应能覆盖朗伯光源散射板3表面。
8.对其他与标准前向散射能见度仪同型号的待测设备重复步骤6和步骤7。大量重复性实验数据表明，若待测设备输出的散射光信号强度值与朗伯光源散射板3参考值、中性衰减滤光片参考值的偏差不大于±10％，则待测设备在10m-3km测量范围内的示值准确性满足《前向散射式能见度仪通用规范》(GJB 6298-2008)和中国气象局《前向散射能见度仪观测规范(试行)》相关要求。
9.检测不同型号的前散仪时，需要重复步骤1至步骤5，选定该型号的标准前向散射能见度仪。
本发明公开了一种前向散射能见度仪检测***及方法，所述检测***包括：气象光学视程观测环境模拟装置1、标准前向散射能见度仪2、朗伯光源散射板3、机械固定转接件4、滤光片5和上位机6；通过气象光学视程观测环境模拟装置1模拟低能见度环境；并所述朗伯光源散射板3和所述滤光片5均设置在所述机械固定转接件4上；分别将所述机械固定连接件可拆卸的安装在所述标准前向散射能见度仪2的发射端，采集标准数据，将所述机械固定连接件可拆卸的安装在所述待测前向散射能见度仪的发射端，采集检测数据；并比较所述标准数据和所述检测数据，获取所述待测前向散射能见度仪的检测结果，实现在用前散仪在低能见度区间的示值误差的直接检测。并且采用机械固定连接件可以将朗伯光源散射板3和滤光片5设置在不同型号的前向散射能见度仪的发射端，提高了前向散射能见度仪检测***的通用性。
本发明还设置了透射能见度仪7，来校准所述气象光学视程观测环境模拟装置1产生的模拟环境，实现了前散仪和透射能见度仪之间相对误差范围的现场检测。
具体的，利用前向散射能见度仪测量的散射系数和透射能见度仪测量的透过率，利用公式(1)-(3)计算前散仪和透射能见度仪之间相对误差范围：
式中：
MOR1为前向散射能见度仪测量的气象光学视程；
σ为前向散射能见度仪测量的散射系数；
MOR2为透射能见度仪测量的气象光学视程；
x为透射能见度仪的基线长度；
T为透射能见度仪测量的透过率；
δ为前散仪和透射能见度仪测量的气象光学视程之间的相对误差。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种前向散射能见度仪检测***，其特征在于，所述检测***包括：
气象光学视程观测环境模拟装置、标准前向散射能见度仪、朗伯光源散射板、机械固定转接件、滤光片和上位机；
所述标准前向散射能见度仪设置在所述气象光学视程观测环境模拟装置的内部，所述气象光学视程观测环境模拟装置用于模拟低能见度环境；
所述朗伯光源散射板和所述滤光片均设置在所述机械固定转接件上；
所述机械固定连接件可拆卸的安装在所述标准前向散射能见度仪的发射端，所述标准前向散射能见度仪的控制端通过串口线连接至所述上位机，用于采集标准数据；
所述机械固定连接件可拆卸的安装在所述待测前向散射能见度仪的发射端，所述待测前向散射能见度仪的控制端通过串口线连接至所述上位机，用于采集检测数据；
所述上位机用于比较所述标准数据和所述检测数据，获取所述待测前向散射能见度仪的检测结果。
2.根据权利要求1所述的前向散射能见度仪检测***，其特征在于，所述机械固定转接件具体包括：中心设置有圆孔的圆形法兰盘和内径大小可调的夹具，所述圆形法兰盘的一端与所述滤光片螺纹连接，所述朗伯光源散射板通过顶丝固定在所述圆形法兰盘的另一端的圆孔内，所述圆形法兰盘的另一端通过螺丝与所述夹具的一端固定，所述夹具的另一端加紧在所述标准前向散射能见度仪的发射端。
3.根据权利要求1所述的前向散射能见度仪检测***，其特征在于，所述检测***还包括：透射能见度仪，所述透射能见度仪的发射装置设置在所述气象光学视程观测环境模拟装置的一端，所述透射能见度仪的接收装置设置在所述气象光学视程观测环境模拟装置的另一端，所述透射能见度仪用于为所述气象光学视程观测环境模拟装置产生的能见度模拟环境提供标准值。
4.根据权利要求1所述的前向散射能见度仪检测***，其特征在于，所述滤光片包括：第一滤光片和第二滤光片；
所述第一滤光片和所述第二滤光片并排设置。
5.根据权利要求4所述的前向散射能见度仪检测***，其特征在于，所述第一滤光片的透过率为1％。
6.根据权利要求4所述的前向散射能见度仪检测***，其特征在于，所述第二滤光片的透过率为0.1％。
7.根据权利要求1所述的前向散射能见度仪检测***，其特征在于，所述朗伯光源散射板为方形或圆形。
8.根据权利要求1所述的前向散射能见度检测***，其特征在于，所述朗伯光源散射板的雾度值的范围为95％到97％。
9.根据权利要求1所述的前向散射能见度仪检测***，其特征在于，所述上位机为计算机。
10.一种前向散射能见度仪检测方法，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：
将标准前向散射能见度仪、待测前向散射能见度仪和透射能见度仪安装在气象光学视程观测环境模拟装置中；
启动所述气象光学视程观测环境模拟装置使能见度值小于10m；
调整所述标准前向散射能见度仪的参数，使所述标准前向散射能见度仪的测量值与所述透射能见度仪的测量值的差值小于预设值；
将朗伯光源散射板和滤光片通过机械固定转接件安装在所述标准前向散射能见度仪的发射端，采集得到标准数据；
将朗伯光源散射板和滤光片通过机械固定转接件安装在所述待测前向散射能见度仪的发射端，采集得到检测数据；
比较所述标准数据和所述检测数据，获取所述待测前向散射能见度仪的检测结果。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110927117A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-03-27 | 航天新气象科技有限公司 | 一种前向散射式能见度仪及参数确定方法 |
| CN112345497A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-02-09 | 河南省计量科学研究院 | 大气能见度仪校准***及其校准方法 |
| CN114296153A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-04-08 | 安徽省大气探测技术保障中心 | 一种光电式数字日照计核查装置 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1337041A (en) * | 1971-01-15 | 1973-11-14 | Secr Defence | Atmospheric visibility measuring apparatus |
| US20030223072A1 (en) * | 2002-05-31 | 2003-12-04 | Bernd Schulz | Scatterometer including an internal calibration system |
| CN102879359A (zh) * | 2012-09-26 | 2013-01-16 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种大气能见度测量*** |
| CN103278478A (zh) * | 2013-06-03 | 2013-09-04 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种前向散射式能见度仪的标定方法 |
| CN205317670U (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-15 | 安徽省大气探测技术保障中心 | 前向散射式能见度仪现场核查装置 |
| CN108761577A (zh) * | 2018-05-22 | 2018-11-06 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 基于积分球的前向散射能见度仪外场检定装置及方法 |
| CN209802983U (zh) * | 2019-02-20 | 2019-12-17 | 中国气象局气象探测中心 | 一种前向散射能见度仪检测*** |
-
2019
- 2019-02-20 CN CN201910124864.7A patent/CN109709076A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1337041A (en) * | 1971-01-15 | 1973-11-14 | Secr Defence | Atmospheric visibility measuring apparatus |
| US20030223072A1 (en) * | 2002-05-31 | 2003-12-04 | Bernd Schulz | Scatterometer including an internal calibration system |
| CN102879359A (zh) * | 2012-09-26 | 2013-01-16 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种大气能见度测量*** |
| CN103278478A (zh) * | 2013-06-03 | 2013-09-04 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种前向散射式能见度仪的标定方法 |
| CN205317670U (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-15 | 安徽省大气探测技术保障中心 | 前向散射式能见度仪现场核查装置 |
| CN108761577A (zh) * | 2018-05-22 | 2018-11-06 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 基于积分球的前向散射能见度仪外场检定装置及方法 |
| CN209802983U (zh) * | 2019-02-20 | 2019-12-17 | 中国气象局气象探测中心 | 一种前向散射能见度仪检测*** |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110927117A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-03-27 | 航天新气象科技有限公司 | 一种前向散射式能见度仪及参数确定方法 |
| CN112345497A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-02-09 | 河南省计量科学研究院 | 大气能见度仪校准***及其校准方法 |
| CN112345497B (zh) * | 2020-11-24 | 2024-03-15 | 河南省计量测试科学研究院 | 大气能见度仪校准***及其校准方法 |
| CN114296153A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-04-08 | 安徽省大气探测技术保障中心 | 一种光电式数字日照计核查装置 |
| CN114296153B (zh) * | 2022-01-17 | 2023-09-29 | 安徽省大气探测技术保障中心 | 一种光电式数字日照计核查装置 |
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