一种新型激光大气透射仪能见度测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及能见度探测技术领域，特别是一种新型激光大气透射仪能见度测 量系统。
【背景技术】
[0002] 大气能见度是从目标物能否被看到和辨认的角度，用距离描述大气透明程度（或 浑浊程度）的物理量。国际民航组织（ICAO)对能见度给出的定义是：当在明亮的背景下观 测时，能够看到和辨认出位于近地面的适当尺寸的黑色目标物的最大距离；在无光背景下， 能够看到和辨认出光强为IK色温左右的灯光的最大距离。国外自确立Koschmieder定律 后，就开始致力于能见度测量技术的研究。透射仪是较早实用新型的能见度测量仪器，目前 主要应用于机场的能见度自动观测系统的RVR测量。
[0003] 早在20世纪80年代，国内就对透射法测量能见度进行了研究。长春气象仪器研 究所首先研制出透射式能见度仪一一TS型透射表，填补了国内在该领域的空白。四川成都 虹岳科技有限公司研发了透射式能见度检测仪HY-VTlOO及其他型号，相比国外同类产品， 该仪器价格适中、注重实用，在一些特定场合，比如隧道及一些公路得到了一定的应用。透 射仪的工作原理是：基于样本大气的透过率测量，计算出大气消光系数，反演得出大气能见 度。透射法测能见度，无需对大气作均匀假设，而是直接对大气透过率进行探测。严格意义 上讲，用透射法测量得到的大气消光系数比散射法更为准确。但是，在雨、雾等低能见度天 气条件下，由于雾滴、雨滴粒子尺度远远大于探测激光波长，产生严重的多次散射现象，其 影响不容忽视。透射仪测量能见度时，到达接收机的光束包含原发射光束、单次散射光和多 次散射光。能见度测量原理比尔朗伯（Bouguer-Lambert)定律适用于仅考虑单次散射条件 的情况。低能见度条件下，多次散射现象严重，运用Bouguer-Lambert定律会引起较大误 差。因此激光大气透射仪测量能见度时需考虑多次散射。
[0004] 目前国内外的的透射仪产品只是针对杂散光进行抑制，并未针对光源自身产生的 多次散射现象进行研究。本实用新型给出了考虑多次散射的激光大气透射仪能见度测量系 统设计。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术所存在的不足，本实用新型提供一种考虑多次散射的激光大气透射 仪能见度测量系统，其可应用于低能见度条件下，多次散射现象严重时，能见度、MOR以及 RVR测量，可降低低能见度时多次散射对能见度测量精度的影响。
[0006] 本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
[0007] -种新型激光大气透射仪能见度测量系统，其特征在于：包括发射机单元和接收 机单元，所述发射机单元主要由激光器和发射透镜组成；所述接收机单元由两个以上接收 机构成，该两个以上接收机的位置对应于各自长度的基线，该两个以上接收机的各自长度 的基线之间具有夹角；所述接收机主要由接收透镜、可调节的视场光阑、透镜、带通滤光镜、 聚光镜和光学传感器组成，可调节的视场光阑安装于接收透镜的焦点位置；所述发射机可 在接收机的各自长度的基线夹角范围内转动。
[0008] 而且，所述的接收机单元由第一接收机及第二接收机构成，该两台接收机分别对 应安装于第一长度基线及第二长度基线，该第一长度基线及第二长度基线之间具有夹角。
[0009] 而且，所述的第一长度基线的长度为30m，所述第二长度基线的长度为75m。
[0010] 本实用新型的优点和有益效果为：
[0011] 1、本实用新型激光大气透射仪能见度测量系统，理论上针对低能见度条件下的多 次散射现象对激光大气透射仪测量能见度的影响进行了研究，并对不同基线长度和接收机 视场角情况下的激光传输过程进行了仿真分析，从基线长度和接收机视场角两个方面给出 了抑制多次散射影响的条件。
[0012] 2、本实用新型激光大气透射仪能见度测量系统，包括具有不同基线的第一接收机 及第二接收机，分别适用于低能见度时及高能见度时的测量，并且两台接收机之间设置一 定的夹角，发射机具有可偏转角度的功能，满足一台发射机与对台接收机之间的配合使用； 并且每个接收机均按照有可调节的视场光阑，通过调节接收机视场角的大小，可抑制多次 散射的影响。
[0013] 3、本实用新型激光大气透射仪能见度测量系统，其依据的原理为：由于低能见度 时，多次散射现象严重，因此选取短基线可减小多次散射影响；高能见度时，多次散射对能 见度测量影响较小，可忽略；而且，视场光阑缩小时，相应的第一或第二接收机的视场角减 小，接收的多次散射光减少。本实用新型中当初始能见度测量值V/500H1时采用30m基线 的第一接收机进行二次测量，初始能见度测量值％>50〇111时，采用75m基线的第二接收机进 行二次测量，而且，初始能见度测量值V/1500II1时，测量系统在考虑多次散射模式下工作， 需调节第一接收机或第二接收机的视场光阑的大小，以调节接收机视场角的大小（视场角 的大小根据可抑制多次散射的理论值进行调节，仿真结果给出视场角为Imrad时，对多次 散射影响的抑制效果较好），抑制多次散射的影响。
[0014] 4、本实用新型的激光大气透射仪能见度测量系统，设计了一个考虑多散射的激光 大气透射仪能见度观测系统，该系统能够根据当前能见度，实现透射仪基线长度和接收机 视场角的智能调节，能够有效的抑制低能见度时多次散射的影响，减小低能见度时，由多次 散射引起的测量误差。
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型的激光大气透射仪能见度测量系统的示意图；
[0016] 图2为本实用新型中的接收机结构示意图。
[0017] 附图标记说明
[0018] 1-发射机单元、2-第一接收机、3-第二接收机、4-发射机激光发散角、5-接收机视 场角、6-两基线之间的夹角、7-第一长度基线、8-第二长度基线、9-接收透镜、10-视场光阑 (可调）、11-透镜、12-带通滤光镜、13-聚光镜、14-光学传感器。
【具体实施方式】
[0019] 下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不 是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
[0020] -种新型激光大气透射仪能见度测量系统，包括发射机单元和接收机单元，所述 发射机单元1主要由激光器和发射透镜组成；所述接收机单元由两个以上接收机构成，该 两个以上接收机的位置对应于各自长度的基线，该两个以上接收机的各自长度的基线之间 具有夹角；所述接收机主要由接收透镜9、可调节的视场光阑10、透镜11、带通滤光镜12、聚 光镜13和光学传感器14组成；所述发射机可在接收机的各自长度的基线夹角范围内转动。 本实施例中接收机单元由第