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时间:2018-04-23
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1、光闪烁气体流量测量系统2000公司介绍美国OSi国际公司(OpticalScientificInc.)由美国光学学院院士Dr.Ting-iWang创立,是一家集科研、开发与生产的高科技公司,成立于1985年,位于美国华盛顿特区北郊Maryland州的I-270高科技走廊。OSi研发出了自动识别不同天气类型和测量大气湍流强度及侧风的光学闪烁技术,这一技术奠定了OSi开发和制造先进产品的基础。OSi涉及的专业领域有应用光电子学技术、光学遥感技术、卫星通信技术、微波技术和无线电光通信技术,在卫星遥感、微波通讯和光电仪器等有着成功的发展历程,获得多项专利。多年以来,OSi持续不断的创
2、新,以满足当今世界的复杂测量、数据采集和通信需求。OSi研制的有气体流量测量产品、环境监测产品和气象仪器,广泛应用在发电、冶炼、石化、造纸、水泥等工业,以及机场、高速公路、铁路沿线、海洋中的数据浮标、南极科考、国土安全等许多领域。OSi产品线气体流量测量:光闪烁气体流量测量系统(OFS-2000)环境监测产品:长基线光学风速计(LOA)国土安全风廓线仪(WPHS)气象监测产品:气象识别和可见度传感器(WIVIS/DSPWIVIS/LPWIVIS)发光二极管气象识别传感器(LEDWI)光学气象识别传感器(OWI)光学雨量计(ORG)增强型降水识别传感器(EPI)冰雹、冰粒传感器
3、(HIPS)机场尾涡传感器(WVS)综合公路信息系统(IRIS)气象站(WeatherStation)OSi全球服务和销售体系美国亚洲非洲欧洲南美洲澳大利亚2工作原理光闪烁即光强度的闪动(irradiancescintillation)。大气中的湍流(又称乱流)常呈漩涡(eddies)形式存在,乱流产生的主要原因是大气温度的分布差异,乱流的气体会产生气团。当大气温度改变时,它的密度也跟着改变,同时也改变了对光的折射率。因此,当光波穿过冷热不同气体的气团时,由于折射率的不同,光波相位产生了不规则的改变,不同相位光波干涉的结果引起了光强度的变化,即闪烁。如天空的星光闪烁,其实是受
4、到大气湍流的干扰而导致的。闪烁效应是因其温度和密度异于环境的小团气体(气团)发生了光学折射而引起。20世纪80年代就在大气遥感技术中利用了测量闪烁的方法,是一项成熟的技术。左图显示没有大气湍流时光线的表现(如在真空中)右图展示了由大气湍流造成的光闪烁图案没有大气湍流时的光线存在大气湍流时的光线OSI光闪烁气体流量测量系统源于两个基本概念:光闪烁和时间相关性光闪烁气体流量测量系统OFS-2000系列产品的工作原理图如下:RECEIVERTRANSMITTERALEBEAMPATHLEDDBFLOW经过光径的气团会导致发射信号和接收器检测信号的差异,该差异为紊乱度的测量提供了基础
5、,因为闪烁振幅和紊乱度直接相关。根据闪烁的强弱可以测量乱流的强度,分析影像的移动情况可以计算出穿过光径气体流动的平均流速。OFS发射器发射调制过的光束(红色可见光,波长670nm),接收器则接收这个光束并将其转换为电信号。当气团经过光径时,通过检测两个相距d接收器模块(A和B)的接收信号,根据统计学原理,利用先进的数字信号处理器,分析两个接收器收到光强度闪动变化(光闪烁)的时间相关性,同时计算出即时相关性的延迟时间差t,那么可以计算出光源到接收器之间气体的平均流速:右图展示了由3系统组成OFS-2000光闪烁气体流量测量系统有三个核心部件:发射单元(TRANSMITTERUN
6、IT简称TX)接收单元(RECEIVERUNIT简称RX)控制单元(CONTROLBOX,有壁挂式wallmount或支架式rackmount两种)发射单元(TX)接收单元(RX)发射单元由发射器、法兰连接器和Kevlar垫片组成接收单元由接收器、法兰连接器和Kevlar垫片组成发射器内含光学和电子元器件,由LED发射对人眼安接收器内含光学和电子元器件,检测通过流体的光强全的红色可见光束,根据被测介质的不透明度可以调度并转换成电信号,根据被测介质的流向可以360度节发射光的强度,并调整光束的方向以对准接受窗调整二接收器的方向,同时输出信号到控制单元7英寸长的法兰连接器可以隔离
7、发射窗和流体,同时7英寸长的法兰连接器可以隔离接收窗和流体,同时预留1/4”孔径接口连接压缩空气,保持发射窗清洁预留1/4”孔径接口连接压缩空气,保持接收窗清洁Kevlar(芳纶纤维),是一种新型高科技合成纤维,具Kevlar(芳纶纤维),是一种新型高科技合成纤维,具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、密封好等优良性能密封好等优良性能外壳材质:带涂层铝合金或不锈钢(防爆型)外壳材质:带涂层铝合金或不锈钢(防爆型)TXRXCONTROLBOX1AC2
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