QT-VD900能見度傳感器

儀器技術特點

能見度儀提供與氣象能見度相關的測量，傳感器是基于氣溶膠前散射原理而設計的，是繼透射式能見度儀發(fā)展起來的新一代氣象能見度監(jiān)測設備。傳感器可廣泛用于氣象臺站、遠程自動氣象站以及機場、高速公路、航海艦船等。

能見度儀由光發(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，接收器同時檢測大氣中氣溶膠粒子前向散射的脈沖光強度，所有測量信息由微處理控制器搜集并通過專門的數(shù)學模型算法轉(zhuǎn)化為氣象光學視程Meteorological Optical Range（MOR）。

能見度儀需要一個12DC的電源和一個三線RS－232/RS-485通訊線纜。儀器將氣象能見度數(shù)值和狀態(tài)信息通過通訊接口發(fā)送到監(jiān)控中心的上位機。

能見度儀提供多組內(nèi)置命令用于配置系統(tǒng)參數(shù)和控制系統(tǒng)多種功能。在組裝和維護過程中，需要一個顯示終端來檢查系統(tǒng)參數(shù)，并可能用來更改參數(shù)值。

結(jié)構(gòu)組成：能見度儀由以下各部分組成

a）發(fā)射器

b）接收器

c）微處理控制器/接線盒

機械指標

尺寸（長x寬x高）：610mm x 230mm x 300mm

重量： 小于10kg

安裝： 安裝在已架設好的圓形立柱上

材料： 陽極化處理硬質(zhì)鋁，外表面加噴漆保護

電力指標

電源： 交流110VAC/220VAC ±20%或直流12VDC

功率： 小于5W，典型值4W

光學指標

散射角覆蓋：39^o—51 ^o 前散射

峰值波長： 870nm

帶    寬：   100nm

光譜響應度： 響應在870nm，0.65 A/W

測量指標

測量范圍： 

5m—5km

測量精度：

2Km—10km，誤差±5%

    儀器一致性：≤±4%

    更新間隔： 15秒

線性動態(tài)量程： 3000：1

 可靠性與維護周期

平均無故障工作時間（MTBF）：大于18000小時

清潔光學鏡頭：3個月，或視使用環(huán)境而定

環(huán)境適應性

工作環(huán)境溫度： －40—+60℃

工作相對濕度： 0—100%

地域適應性：可在沿海地區(qū)連續(xù)使用

能見度測量原理：前向散射原理

QT-VD900系列能見度儀具有前散射儀器的所有性能特點，它通過對采樣區(qū)懸浮顆粒發(fā)出小于90 度的前向散射光的測量而實現(xiàn)；能見度儀的采樣區(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。顯然，它不同于透視儀測量的總消光系數(shù)，前向散射儀只測量一定角度的散射系數(shù)，也即在中央前散射角附近的較窄的散射角。普遍認可計算白天和夜間的能見度需要測量總消光系數(shù)，而不是一定角度的散射系數(shù)，因此有必要表明一定角度的散射系數(shù)在特定的條件下與總大氣消光系數(shù)有確定比例關系，總大氣消光系數(shù)包括全范圍內(nèi)散射和吸收光線之和。在能見度測量小于100km 以內(nèi)時，霧，煙、灰霾、揚塵或揚沙等懸浮物及各種類型的降水量決定了可見和近可見光線在大氣中的消光作用，超過100km距離，分子物質(zhì)的散射才發(fā)揮作用；而懸浮顆粒和降水的吸收作用與其散射作用相比可以忽略不計。鑒于以上理由，在能見度小于100km時，總散射系數(shù)可以等于總消光系數(shù)。這一結(jié)論，在各種權(quán)威試驗中得到認證。

下面應確認利用有角度的散射系數(shù)的測量與總散射系數(shù)測量的結(jié)果是一致的。有角度的散射系數(shù)可分為2 個部分：相位角函數(shù)和總散射系數(shù)。用有角度的散射系數(shù)代替總散射系數(shù)，只有當相位角函數(shù)為常數(shù)時才可實現(xiàn)，并且測量應保證在所有天氣條件下都有效。研究表明：在散射角35 到55 度區(qū)域，對任何級別的薄霧和霧，相位角的變化非常小，因此，使用有角度的散射系數(shù)代替總的散射系數(shù)是可行的，這也是前向散射能見度儀實現(xiàn)的依據(jù)。VD900系列能見度儀全部采用42—45度散射角，因為該角度不僅保證了在霧、煙幕、灰霾、揚塵測量的準確性，也保證了在降雪測量中有效性。