专利名称：一种前向散射与透射结合的能见度测量仪及其测量方法
技术领域：
本发明涉及一种能见度测量仪及其测量方法，尤指一种前向散射与透射结合的能见度测量仪及其测量方法。
背景技术：
能见度是气象观测中一个非常重要的要素，它的测报不仅用于气象部门的天气分析，还用来描述大气的污染程度，是对大气污染情况的一个直接反映；随着科技的发展，各种能见度自动测量仪器在不断更新。我国对能见度自动测量仪器的需求越来越大，尤其是现阶段高速公路建设迅猛发展和森林火灾检测等方面的需求，研制性价比高，体积小，重量轻，便于装校的能见度仪有重大意义。目前市场上的流行能见度仪器主要分为透射式和散射式。透射式能见度仪因需要基线，占地范围大，安装复杂，不适合高速公路沿线、森林及海岸台站，主要应用在民航系统。散射式能见度仪又分为后向散射式和前向散射式后向散射式取样体积较大，结构简单，但前方不能有高的遮挡物；前向散射式以其体积小和低廉的价格，广泛应用于码头、高速公路等系统。能见度仪同其它气象仪器一样，一旦开动便需要不停地工作，同时这是一种装调精密且在外场工作的仪器。从整个能见度测量仪来看，仪器发光管老化和镜头污染会影响到仪器的测量精度，即便是可以更换光源和清理镜头，更换和清理一次也是非常麻烦的。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种测量精度高、受仪器发光管和环境影响较小的能见度测量仪及其测量方法。为实现上述目的，本发明的前向散射与透射结合的能见度测量仪，包括发射器、透射接收器、散射接收器和控制器，发射器用于向透射接收器和散射接收器发射光信号；透射接收器用于将接收到的光信号转换为电信号；散射接收器用于将接收到的光信号转换为电信号；控制器用于接收所述透射接收器和散射接收器发来的电信号，并根据两电信号计算得到能见度。进一步，所述发射器、透射接收器和散射接收器的光轴在同一个水平面上，透射接收器设置在发射器的正对面；散射接收器设置在发射器的侧对面，并与发射器呈一散射角；发射器到透射接收器的光程和发射器到散射接收器的光程相等。进一步，所述发射器与散射接收器间的散射角为20° -50°。进一步，所述发射器与散射接收器间的散射角优选为35°。本发明的前向散射与透射结合的能见度测量方法，包括以下步骤1)控制发射器向透射接收器和散射接收器发射光信号；2)透射接收器和散射接收器分别将接收到的光信号转换为电信号；3)控制器接收透射接收器和散射接收器发来的电信号，并根据两电信号计算得到能见度。
进一步，计算能见度首先需要根据透射接收器和散射接收器发来的电信号计算大
权利要求
1.一种前向散射与透射结合的能见度测量仪，其特征在于，包括发射器、透射接收器、散射接收器和控制器，发射器用于向透射接收器和散射接收器发射光信号；透射接收器用于将接收到的光信号转换为电信号；散射接收器用于将接收到的光信号转换为电信号；控制器用于接收所述透射接收器和散射接收器发来的电信号，并根据两电信号计算得到能见度。
2.如权利要求I所述的前向散射与透射结合的能见度测量仪，其特征在于，所述发射器、透射接收器和散射接收器的光轴在同一个水平面上，透射接收器设置在发射器的正对面；散射接收器设置在发射器的侧对面，并与发射器呈一散射角；发射器与透射接收器的光程，发射器与散射接收器的光程相等。
3.如权利要求2所述的前向散射与透射结合的能见度测量仪，其特征在于，所述发射器与散射接收器间的散射角为20° -50°。
4.如权利要求3所述的前向散射与透射结合的能见度测量仪，其特征在于，所述发射器与散射接收器间的散射角优选为35°。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的能见度测量仪的能见度测量方法，包括以下步骤1)控制发射器向透射接收器和散射接收器发射光信号；2)透射接收器和散射接收器分别将接收到的光信号转换为电信号；3)控制器接收透射接收器和散射接收器发来的电信号，并根据两电信号计算得到能见度。
6.如权利要求5所述的能见度测量方法，其特征在于，计算能见度首先需要根据透射接收器和散射接收器发来的电信号计算大气消光系数，大气消光系数的测量方程为
全文摘要
本发明公开了一种前向散射与透射结合的能见度测量仪及其测量方法，包括发射器、透射接收器、散射接收器和控制器，发射器用于向透射接收器和散射接收器发射光信号；透射接收器用于将接收到的光信号转换为透射电信号；散射接收器用于将接收到的光信号转换为电信号；控制器用于接收所述透射接收器和散射接收器发来的电信号，并根据两电信号计算得到能见度。通过散射信号与透射信号对比测量得到大气消光系数，从而测得大气能见度。在前向散射测量的基础上增加一路透射光的测量，以透射测值作为参考对能见度进行修正，以减小环境灰尘对镜头的污染和发光管老化引起的功率下降等因素对仪器测量结果的影响。提高仪器的测量精度延长镜头的清理周期。
文档编号G01N21/59GK102636459SQ20121011922
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月20日 优先权日2012年4月20日
发明者余涛, 孟庆岩, 赵云红, 陈继平, 顾行发, 高海亮 申请人:中国科学院遥感应用研究所