报告题目

基于积分球分光与接收的透射式能见度测量系统

报告摘要

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1mrad｡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1.7km—20km测试区间相对偏差小于4%｡

最亮点的一张成果图

透射式系统结构分四部分:光源发射单元､折返光路､光信号接收单元和电子学测量单元｡光源在准直扩束之前入射到分光积分球内,形成稳定能量分布,积分球内某一位置的光强变化可以代表光源自身的变化｡一部分光穿过积分球入射到准直扩束透镜组，形成平行光,发散角约为1mrad｡使用反射镜折返光路实现有限的空间内长光程传输。信号光由望远镜聚焦到接收积分球,光电探测器将光信号转换为电信号,高精密万用表测量电信号｡光路通过采样区，大气消光的变化引起光束能量的变化,接收端积分球内光强随之变化,即可反映能见度的变化。为减小背景光影响，增加信号检测信噪比，采外部电路调制光源。系统拥有专门数据采集软件,自动化采集和保存数据,实时显示计算结果｡