基于积分球分光与接收的透射式能见度测量系统

介绍了一种新型透射式能见度测量系统,积分球在光源能量监控和光信号接收中起到重要作用。光源采用白色LED,外部高频脉冲调制,信号测量端同步解调,有效消除外界光干扰。积分球分光实时监控光源发射能量的变化,消除光源自身不稳定带来的误差。准直和扩束透镜组将光源发散角控制在1 mrad。反射镜组反射光路实现了有限空间光程的增加,同时增加了采样体积,缩短了透射系统的安装基线。积分球配合望远镜接收光束减小了光路调节的压力。系统研制完成后开展了实验室内模拟能见度测量实验,与现有测量大气散射系数的设备积分浊度计进行对比分析,通过积分浊度计传递定标参数。结果表明:两个系统在1.7~20 km测试区间相对偏差小于4%。     

基于视频局部特征分析的团雾检测方法研究

团雾检测在交通等领域应用需求强烈,文章介绍了基于视频局部特征分析技术的检测方法,能克服传统物理检测诸多因素的约束.还分析了进行团雾有效检测的具体实现方法与其技术特点,随着5G通信的日益发展,视频分析技术的应用将会更好地服务于智慧交通等领域的团雾实时检测预警.     

模拟环境中能见度透射测量与散射测量比对

能见度是气象、环境和交通观测的重要参数,针对不同原理能见度测量设备没有统一的测试环境和定标标准的问题,设计了能见度环境模拟舱。采用造雾和净化组合实现10 m^50 km能见度模拟。寻找模拟舱内空气均匀度监控方法,消除由空气不均匀带来的误差。研制了一种新型能见度透射式测量系统。积分球对光源能量监控和光信号接收起到重要作用,消除光源不稳定带来的误差。望远镜接收光束减小了光路调节的压力。白色LED光源受外部高频调制,信号测量端同步解调,有效消除外界光干扰。准直和扩束透镜组将光源发散角控制在1 mrad。反射光路实现了有限空间光程的增加,缩短了系统的安装基线。开展了实验室内模拟能见度测量实验,通过积分浊度计传递定标参数,结果表明两个系统在1.7~20 km测试区间相对偏差小于5%.与前向散射能见度仪对比,测量误差约10%,统一定标后测量误差减小到约5%。模拟舱控制系统结构合理,透射式测量系统稳定。     

成像激光雷达测量大气能见度实验研究

针对传统的后向散射激光雷达系统结构复杂和需要几何因子矫正的情况,研制了一套可以全天候测量的成像激光雷达用以克服这些缺陷。采用基于求解消光系数分布的方法反演能见度,提出一种Klett后向积分法与遗传算法相结合的改进的迭代算法,同时用传统的斜率法和权重拟合法求得能见度。选取比较有代表性的四种天气,多云、阴天、晴天和雨天的数据进行处理,得到这四种天气情况下的能见度。将这四组能见度数据与能见度仪器Belfort 6230A在这四天同时测得的能见度数据进行对比,结果表明,在不同的天气情况下,两种仪器测得的数据趋势相同,相关系数均在0.67以上,具有较强的相关性。可以得出结论:研制的成像激光雷达系统可用于探测大气的能见度。     

可精确测量低能见度的折返式跑道能见度激光测量仪的研究

本文介绍了一种可利用激光精确测量低的跑道能见度的仪器。该仪器由光学发射与接收系统、信号放大与处理系统及显示系统三部分组成。其中,光学发射与接收系统主要包括：Ｎｄ：ＹＡＧ激光器、倍频器、准直镜、扩束镜、分束镜、接收镜头、截止滤光片、窄带干涉滤光片及ＰＩＮ光电二极管等;信号放大与处理系统主要包括：电压跟随放大电路、可程控可变增益放大电路、计时电路、模－数转换电路及计算机系统等;显示系统则主要由显示器、     

基于大气辐射传输和δ-二流近似的斜程能见度反演方法

从能见度定义出发,提出采用SBDART辐射传输模式结合CALIPSO卫星数据求解辐射传输方程,对华北地区斜程能见度进行了详细的仿真与分析。首先,使用SBDART模式结合CALIPSO卫星数据获取实际条件下天空背景辐射亮度。然后,根据斜程能见度探测原理,得到斜程能见度所处区间,进而采用δ-二流近似估计区间内部辐射亮度分布,从而反演得到精确的斜程能见度。结果表明,采用CALIPSO卫星数据结合SBDART模式模拟大气辐射传输过程,计算结果与MERRA-2辐射数据变化趋势一致,相关系数达到0.949;使用δ-二流近似能更加高效地模拟辐射传输过程,且提出方法结果与SBDART模式保持较好的一致性,两者相对误差在14.3%以内;当斜程能见度小于1 km时,使用提出方法反演斜程能见度同经验公式相比误差约为7.1%,且适用于15°以外以及向上观测的斜程能见度探测。     

测量大气气溶胶和水汽的车载式激光雷达系统

为满足国家对大气参数测量的需求,成功研制了新型车载式大气探测激光雷达系统。该激光雷达主要是通过接收激光与大气中气溶胶粒子和水汽以及氮气分子间的米和拉曼散射信号,结合相应的激光雷达方程,反演出大气水平能见度、垂直气溶胶消光系数和水汽混合比。最终的实际测量结果与对比实验显示,该激光雷达可以对对流层的大气气溶胶进行昼夜连续观测,对夜晚8 km高度范围内以及凌晨和傍晚时分边界层内的水汽进行测量。相应大气水平能见度的测量误差小于20%,而垂直大气气溶胶和水汽的测量误差最大不超过30%。     

浅谈PM2.5

通过对能见度和PM2.5的有关介绍,指出PM2.5给人们健康带来的危害以及对环境造成的污染,并提出了PM2.5的检测技术和预防方法。     

半导体激光雷达斜程能见度观测和反演方法

论述了自行研制的半导体激光雷达能见度仪的工作原理、基本结构及参数,提出了一种稳定的消光系数迭代算法。利用该半导体激光雷达能见度仪与美国Belfort model 6230A 型能见度仪对水平及斜程能见度进行了对比实验。对比实验表明：对于水平能见度,平均相对误差在10%以内的占总量的45.6%,平均相对误差在20%以内的占总量的84.7%,平均相对误差在30%以内的占总量的91.2%;对于斜程能见度,不同天气条件下,能见度变化趋势明显,反映了斜程能见度与水平能见度探测的差别与意义。充分说明该能见度仪能够在各种气候条件下测量水平及斜程能见度,所提出的反演能见度的迭代算法稳定可靠。     

散射能见度仪接收器视场角对测量的影响

散射式能见度仪一般通过透镜限制接收器的视场角,接收光束成张角较大的锥形,测量角度具有不确定性,不符合严格的角散射系数定义.文中提出了使用透镜和阶跃光纤组合方式限制接收器视场角,接收光束为测量角度的入射平行光束,符合严格的角散射系数定义.使用TDA-4B气溶胶发生器产生6种浓度的气溶胶粒子,粒子直径不随浓度变化,对每一种浓度的粒子同时使用透镜和透镜加光纤组合两种限制接收器视场角的方式进行角散射系数的测量实验.通过实验得出,在单分散系条件下接收器的视场角偏大会导致角散射系数测量结果偏大,而通过Koschmieder定律计算得出能见度值会偏小.