雷射雨滴譜分析測量裝置的製作方法
2023-11-04 18:19:52 1
專利名稱：雷射雨滴譜分析測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種氣象觀測裝置，尤其涉及一種基於雷射技術通過測量降水粒徑大小 和速度而獲得降水滴譜的雷射雨滴譜分析測量裝置。
背景技術：
目前，降水測量裝置常用的是翻鬥式雨量筒或者稱重式雨量筒，這些設備能夠獲得雨量 的多少，但是無法獲得瞬時雨強，雨點的粒徑大小，雨滴降落速度等降水信息。
隨著雷射技術的發展，已可應用雷射原理對高速運動物體進行測定，實現測定運動物體 的總量、大小、強度和運動速度，尤其對微小物體的測定，測定對象可達0.16mm。其中，可 用於定量測雨滴粒度分布的儀器包括Joss-Waldvogel (J-W)雨滴測量器、光學雨量計(OP) 等，價格昂貴。 發明內容
本實用新型的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種基於雷射技術測量降水粒徑 大小和速度的測量裝置，從而獲得降水類型粒徑分布的雨滴譜圖。
本實用新型的技術方案是 一種雷射雨滴譜分析測量裝置，包括雷射傳感器和信號控制 處理器，雷射傳感器和信號控制處理器電連接，其特徵在於，還包括與信號控制處理器電連 接的交通氣象傳感器信號接口單元。
進一步地，所述的^J光傳感器包括雷射發射器和光電接收器，所述的信號控制處理器採 用單片機。
所述的交通氣象傳感器信號接口單元還連接氣象要素傳感器進行數據採集。 本實用新型與現有技術比較，具有如下有益效果
1、 本實用新型通過測定設定時間段內的降水在不同粒徑大小區間和不同速度區間的粒子 的數目，從而獲知採樣區間內的降水粒徑大小速度分布，提供輸出基於粒徑分布分析而獲得 的天氣現象代碼。
2、 本實用新型的測量裝置預留了配接其它交通氣象測量傳感器接口，能夠方便配接其他 要素的傳感器，不僅能夠獨立工作，而且可以很容易、低成本地配置成更複雜的監測站型。
圖1為本實用新型的系統組成框圖2為雷射傳感器和信號控制處理器的結構框圖3為交通氣象傳感器信號接口的工作原理框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。
如圖1所示，本實用新型的雷射雨滴譜分析測量裝置包括分別與信號控制處理器電連接 的雷射傳感器和交通氣象傳感器信號接口單元。
在圖2雷射傳感器和信號控制處理器的結構框圖中，雷射傳感器包括雷射發射器和光電 接收器，信號控制處理器採用單片機。雷射發射器和光電接收器分別和單片機電連接，單片 機帶有一個RS285接口和一個RS232接口 。
雷射發射器採用半導體雷射二極體，光電接收器採用光電二極體。單片機控制雷射發射 器發射650nm的一束水平紅光雷射穿過降雨區，利用消光測量原理，在測量區域內的任意位 置，當降水顆粒物降落穿過光束時，信號會發生變化，亮度變暗的程度反映空氣顆粒物粒徑 的大小，根據信號的持續時間推導出下降速度。光電接收器將接收到的光信號轉換成電信號 後送入單片機，利用單片機內嵌處理程序分析處理，得到測量的基本參數粒徑和速度，並進 一步推導出粒徑分布、降水量、能見度、降水動能和降水類型。通過對降雨進行定性分析， 可以得到降雨或降雪的強度，區分毛毛雨、大雨、冰雹、雪花、雪球以及各種介於雪花和冰 雹之間的降水，根據不同粒徑大小區間和不同速度區間的粒子的數目，繪製出雨譜圖。
此外，根據單片機存儲器中存儲的不同標準的天氣現象代碼如SYNOP/METAR電報碼等， 確定天氣現象和降水類型，通過RS485接口或RS232接口輸出到記錄儀或計算機。
圖3交通氣象傳感器信號接口單元的工作原理框圖中，交通氣象傳感器信號接口包括數 字信號處理接口和模擬信號處理接口，可連接風速、風向、溫度、溼度等氣象要素傳感器進 行數據採集，分別對風速傳感器、風向傳感器、溫度溼度傳感器輸出的數位訊號、脈衝信號 或模擬信號採用現有技術進行A/D轉換、光電隔離等轉換處理後接入信號控制處理器的單片 機，方便配接其他要素的傳感器，不僅能夠獨立工作，而且可以很容易、低成本地配置成更 複雜的監測站型。
權利要求1、一種雷射雨滴譜分析測量裝置，包括雷射傳感器和信號控制處理器，雷射傳感器和信號控制處理器電連接，其特徵在於，還包括與信號控制處理器電連接的交通氣象傳感器信號接口單元。
2、 根據權利要求1所述的雷射雨滴譜分析測量裝置，其特徵在於，所述的雷射傳感器包 括雷射發射器和光電接收器，所述的信號控制處理器採用單片機。
3、 根據權利要求1所述的雷射雨滴譜分析測量裝置，其特徵在於，所述的交通氣象傳感 器信號接口單元還連接氣象要素傳感器進行數據採集。
專利摘要本實用新型公開了一種雷射雨滴譜分析測量裝置，包括分別與信號控制處理器電連接的雷射傳感器和交通氣象傳感器信號接口單元；所述雷射傳感器包括雷射發射器和光電接收器，所述信號控制處理器採用單片機，所述交通氣象傳感器信號接口單元還連接氣象要素傳感器進行數據採集。本實用新型通過測定設定時間段內的降水在不同粒徑大小區間和不同速度區間的粒子的數目，從而獲知採樣區間內的降水粒徑大小速度分布，提供輸出基於粒徑分布分析而獲得的天氣現象代碼，可廣泛用於氣象臺站、交通部門的氣象觀測。
文檔編號G01N15/14GK201392306SQ20092010736
公開日2010年1月27日 申請日期2009年4月16日 優先權日2009年4月16日
發明者胡玉鐸 申請人:北京華創風雲科技有限責任公司