多次反射法透射式能见度测量系统研究

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1、山东科学第２４卷第６期２０１１年１２月出版ＳＨＡＮＤＯＮＧＳＣＩＥＮＣＥＶｏｌ．２４Ｎｏ．６Ｄｅｃ．２０１１ＤＯＩ：１０．３９７６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－４０２６．２０１１．０６．０１７多次反射法透射式能见度测量系统研究赵力，万晓正，齐勇，付晓，曹乃锋，陈世哲（山东省海洋环境监测技术重点实验室，山东省科学院海洋仪器仪表研究所，山东青岛２６６００１）摘要：针对透射式能见度测量系统占地面积大、长距离光路上不能有遮挡的不足，提出一种多次反射法透射式能见度测量系统。利用反射镜组构成开放式采样气室，使光线多次反射达到测量所需的光

2、程，具备透射法能见度检测高精度优点的同时，大大缩小系统占地面积；采用位移调节器实现差分大气消光系数测量，具有抗环境污染能力强和测量灵敏度可调等独特优点，有效提高系统的适应性和可靠性。对设计的系统进行精度估算，证明了方法的可行性，为能见度测量提供了新方法。关键词：能见度；透射式；多次反射；差分测量中图分类号：ＴＮ２４９；ＴＨ７６５文献标识码：Ａ文章编号：１００２４０２６（２０１１）０６００６７０４Ｄｅｓｉｇｎｏｆｍｕｌｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙｍｅａｓｕ

3、ｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍＺＨＡＯＬｉ，ＷＡＮＸｉａｏｚｈｅｎｇ，ＱＩＹｏｎｇ，ＦＵＸｉａｏ，ＣＡＯＮａｉｆｅｎｇ，ＣＨＥＮＳｈｉｚｈｅ（ＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＯｃｅａｎＥｎｖｉｒｉｏｎｍｅｎｔＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｃｅａｎｏｇｒａｐｈｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，ＳｈａｎｄｏｎｇＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ∶Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｍｕｌｔｉｒｅｆ

4、ｌｅｃｔｉｏｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｉｎｖｉｅｗｏｆｓｕｃｈｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓａｓｂｉｇａｒｅａｏｃｃｕｐａｔｉｏｎａｎｄｎｏｏｂｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｎａｌｏｎｇｄｉｓｔａｎｃｅｌｉｇｈｔｐａｔｈｆｏｒａｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙｍｅｔｅｒ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｅｍｐｌｏｙｓａｎａｒｒａｙｏｆｒｅｆｌｅｃｔｏｒｓｔｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔａｎｏｐｅｎａｉｒｃｈａｍｂｅｒａｎｄｔｏａ

5、ｃｈｉｅｖｅｔｈｅｎｅｅｄｅｄｏｐｔｉｃａｌｄｉｓｔａｎｃｅ，ｗｈｉｃｈｃａｎｒｅｓｅｒｖｅｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｄｒａｍａｔｉｃａｌｌｙｄｅｃｒｅａｓｅａｒｅａｏｃｃｕｐａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｌｓｏｅｍｐｌｏｙｓａｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｒｅｇｕｌａｔｏｒｔｏａｃｈｉｅｖｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｓｓｕｃｈｕｎ

6、ｉｑｕｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｓｓｔｒｏｎｇｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｃａｐａｂｉｌｉｔｙａｎｄａｄｊｕｓｔａｂｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ．Ｉｔｓａｃｃｕｒａｃｙｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｐｒｏｖｅｓｔｈａｔｉｔｓｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｉｓｆｅａｓｉｂｌｅａｎｄａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｖｉｄｅｄｆｏｒｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ∶ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ；ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；ｍｕｌｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ；ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅ

7、ｎｔ透射式能见度仪的基本原理是光在大气中传播受到散射、吸收等衰减，通过测量发射器和接收器之间水平空气柱的平均消光（透射）系数就可以算出能见度，如图１所示。该能见度仪具有测量精确、信噪比高、采样空间大等优点适用于民航系统，但因需要长距离基线，占地面积大，不适用于海岸自动气象站及船舶上使［１－２］用。如何能够在保证检测准确度的前提下，缩小透射式能见度仪的体积一直是研究的难点。本文提出收稿日期：２０１１０８１６基金项目：山东省科学院科技发展基金项目（２００６０４）；国家８６３计划资助课题（２００７ＡＡ０９２１０３）作者简介：

8、赵力（１９５８－），女，高级实验师，研究方向为海洋测控技术。Ｅｍａｉｌ：ｃｅｋｏｎｇｚｈａｏｌｉ＠１６３．ｃｏｍ通讯作者，陈世哲（１９７５－），男，博士，研究员，研究方向为光电检测及海洋测控技术。Ｅｍａｉｌ：ｃｈｅｎｓｈｉｚｈｅ１９７５＠１６３．ｃｏｍ６８山东科学２０１１年一种基于反射镜组和位移调节的