一、儀器概述

能見度儀/天氣現(xiàn)象檢測(cè)儀提供與氣象能見度、降雨、降雪及混合降水等相關(guān)的測(cè)量，傳感器是基于前散射原理而設(shè)計(jì)的，是前向散射能見度儀基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新一代天氣監(jiān)測(cè)設(shè)備。傳感器可廣泛用于氣象臺(tái)站、遠(yuǎn)程自動(dòng)氣象站以及機(jī)場(chǎng)、高速公路、航道、大型艦船等門。

儀器由光發(fā)射器、光接收器及微處理控制器等主要部件組成。發(fā)射器發(fā)射紅外脈沖光，接收器同時(shí)檢測(cè)大氣中氣溶膠粒子、降水顆粒的前向散射脈沖光強(qiáng)度，同時(shí)儀器測(cè)量環(huán)境溫度，所有測(cè)量信息由微處理控制器搜集并通過(guò)專門的數(shù)學(xué)模型算法轉(zhuǎn)化為能見度值、當(dāng)前天氣現(xiàn)象代碼等。

二、測(cè)量原理

VD930系列能見度天氣現(xiàn)象儀具有前散射儀器的所有性能特點(diǎn)，它通過(guò)對(duì)采樣區(qū)懸浮顆粒、降水粒子發(fā)出小于90 度的前向散射光的測(cè)量而實(shí)現(xiàn)；儀器的采樣區(qū)由發(fā)送器發(fā)射光路與接收器的接收光路交叉部分決定。

儀器工作時(shí)，氣溶膠（霧滴、煙塵等）以及降水顆粒（雨滴、雪片等）穿過(guò)采樣區(qū)，其經(jīng)過(guò)發(fā)射光照射后產(chǎn)生光散射現(xiàn)象，其中一定角度范圍內(nèi)的散射光被接收器所探測(cè)，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)過(guò)高精度、穩(wěn)定的放大電路，并同步的被接收器中的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)后送入微處理控制器，由微處理控制器取樣和計(jì)算后得到當(dāng)前氣溶膠散射系數(shù)、降水粒子的個(gè)數(shù)、粒徑、下落速度等等信息。在此基礎(chǔ)上，儀器統(tǒng)計(jì)分析出當(dāng)前能見度值、雨雪大小等，結(jié)果實(shí)時(shí)的通過(guò)RS-232或RS-485串行信道傳送給用戶上位計(jì)算機(jī)。

粒徑的測(cè)量：當(dāng)光學(xué)采樣區(qū)里沒(méi)有降水粒子降落穿過(guò)時(shí)，接收器的輸出信號(hào)緩慢平穩(wěn)。降水粒子穿過(guò)光學(xué)采樣區(qū)時(shí)會(huì)產(chǎn)生瞬間大的散射信號(hào)，我們通過(guò)信號(hào)增大的幅度來(lái)確定降水粒子的直徑大小

降水粒子的下降速度：根據(jù)電子信號(hào)持續(xù)的時(shí)間進(jìn)行計(jì)算出來(lái)。電子信號(hào)的持續(xù)時(shí)間為降水粒子開始進(jìn)入光束到離開光束所經(jīng)歷的時(shí)間。

通過(guò)降水粒子的個(gè)數(shù)、粒徑、下落速度可以推導(dǎo)出降水類型。 

三、儀器特點(diǎn)

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：采用一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，緊湊小巧，傳感器尺寸和重量非常小，包裝、儲(chǔ)運(yùn)、安裝方便，也可以做為便攜式儀器使用；的雙散射接收器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)太陽(yáng)和其它雜光干擾降到了。

發(fā)射器和接收器窗口透鏡經(jīng)過(guò)了特殊的防灰塵、防霉菌鍍膜處理，使鏡頭在自然環(huán)境中積累灰塵的厚度與速度大大降低，同時(shí)也降低了鹽霧與油污的污染幾率。

儀器結(jié)構(gòu)材料為高質(zhì)量硬質(zhì)鋁材和316不銹鋼，表面進(jìn)行了陽(yáng)極鈍化處理，并進(jìn)行多道噴漆保護(hù)；所有螺釘均選擇耐腐蝕不銹鋼螺釘；殼體內(nèi)部是密封的，達(dá)到了IP65防護(hù)等級(jí)，具有沿海氣候適應(yīng)性。

儀器功耗小于1W，因此可適應(yīng)蓄電池或太陽(yáng)能板供電的電源工作方式。直流12VDC供電，方便系統(tǒng)集成。

儀器采集器設(shè)計(jì)上強(qiáng)調(diào)長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性，內(nèi)置看門狗電路，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行考驗(yàn)，儀器工作穩(wěn)定、可靠。

儀器的直流供電電路具有防反接和自恢復(fù)保險(xiǎn)雙重設(shè)計(jì)，即使用戶誤操作，也不會(huì)引起儀器線路板燒毀，無(wú)需更換保險(xiǎn)絲，重新正確操作后即可恢復(fù)正常。

儀器的通訊接口芯片具有15KV的防靜電保護(hù)，在用戶接線操作時(shí)可限度保護(hù)電路免受人體靜電的危害。

儀器具有防雷措施，其通信接口和電源接口均具有防雷設(shè)計(jì)，可將雷擊損害降到。

四、典型技術(shù)指標(biāo)

　　機(jī)械指標(biāo)：尺寸（長(zhǎng)x寬x高）：610mm x 230mmx 300mm   重量：小于10kg

　　電力指標(biāo)：電源：直流12VDC   功率：小于1W

　　光學(xué)指標(biāo)：散射角覆蓋：39°～51° 前散射

　　峰值波長(zhǎng)： 870nm   帶    寬： 100nm

　　光譜響應(yīng)度： 響應(yīng)在870nm，0.65 A/W

　　測(cè)量指標(biāo)

　　能見度測(cè)量范圍：

　　VD-930A型：5m—10km    VD-930B型：5m—30km   VD-930C型：5m—80km

　　測(cè)量精度： ≤2km，誤差±2%    2Km—10km，誤差±5%  10Km—80km，誤差±15%

　　天氣現(xiàn)象測(cè)量種類：霧、雨、雪、混合降水

　　識(shí)別率：大于90%

　　可輸出的NWS天氣代碼標(biāo)識(shí)：

　　儀器一致性：≤±4%

　　更新間隔： 15秒

　　環(huán)境適應(yīng)性

　　工作環(huán)境溫度：－40—+60℃

　　工作相對(duì)濕度： 0—99%

　　地域適應(yīng)性：可在沿海地區(qū)連續(xù)使用