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一、功能概述

能見(jiàn)度是指目標物的能見(jiàn)距離，即指觀(guān)測目標物時(shí)，能從背景中分辨出目標物的最大距離。超出這個(gè)最大距離，就看不清目標物的輪廓， 分不清形體，稱(chēng)之為"不能見(jiàn)"。而在這個(gè)最大距離之內，完全能見(jiàn)，甚至于清晰可見(jiàn)。

能見(jiàn)度是地面氣象觀(guān)測的重要項目，能見(jiàn)度的準確測量在電力供應、通訊工程、工農業(yè)生產(chǎn)等眾多領(lǐng)域有著(zhù)極其重要的意義。在航空、航 海、高速公路等交通運輸領(lǐng)域，能見(jiàn)度是關(guān)系到人員和設備安全的重要氣象要素；在地球的氣象研究、城市環(huán)境改善和沙塵暴監測治理等部門(mén)，能見(jiàn)度也是重要的氣象參數。隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，能見(jiàn)度儀已經(jīng)成為我軍科研、訓練、作戰的重要軍事氣象保障裝備?！　?/p>

前向散射能見(jiàn)度儀是繼透射式能見(jiàn)度儀后發(fā)展起來(lái)的新一代大氣能見(jiàn)度檢測儀器，是我公司應用光的大氣散射理論和紅外探測技術(shù)開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品。該設備通過(guò)了國家靶場(chǎng)全面性能考核、使用考核；設備結構簡(jiǎn)單，使用操作方便，人機界面友好，測量數據與人工觀(guān)測和國外同類(lèi)設備測量結果具有較好的可比性，總體技術(shù)達到了國際先進(jìn)水平；能對大氣能見(jiàn)度和機場(chǎng)跑道視程進(jìn)行快速、準確、有效的測量和報告。

二、產(chǎn)品特點(diǎn)

NJD-1能見(jiàn)度儀的工作原理主要是依據對大氣消光系數（或大氣的光衰減系數）的精確測量。根據Koschmider原理，氣象光學(xué)視距MOR與消光系數σ之間存在函數關(guān)系。只要精確測定σ，就可計算得到MOR值。WT-1能見(jiàn)度儀采用前向散射法測大氣消光系數，通過(guò)公式換算得出能見(jiàn)度，其特點(diǎn)是白天夜晚都能工作、使用靈活方便。 NJD-1能見(jiàn)度儀由穩定的紅外發(fā)射光源，高靈敏度、大動(dòng)態(tài)范圍的紅外散射光接收器，信號采集與處理器，控制器，加熱器，電源，調制解調器，防護罩，防腐支架，不銹鋼機箱等部件組成。

整個(gè)電路采用大規?？删幊唐骷?、貼片工藝，體積小，升級靈活方便，易于擴充。信號采集系統采用軍品級貼片式低功耗CPLD門(mén)陣列電路，縮小了電路體積，增強了穩定性和可靠性。

該儀器可用于移動(dòng)載體和固定站點(diǎn)，主要應用于船舶、高速公路等交通運輸部門(mén)。該能見(jiàn)度儀結構簡(jiǎn)單、工作穩定性好、可靠性高、能耗低 ，使用維護方便。

三、技術(shù)指標

1、能見(jiàn)度儀能對自身的12V直流電源、儀器內部溫度信號和接收器工作狀態(tài)等進(jìn)行監測；

2、能見(jiàn)度儀能對自身的各種參數進(jìn)行設置和調節；

3、測量范圍：1～10000m；

4、準確度：±2%(≤1000m)；±20%(＞1000m)；

5、分辨率：1m；

6、輸出間隔: 60秒；

7、接口： RS232長(cháng)線(xiàn)驅動(dòng)器（或按用戶(hù)需求）；

8、光源波長(cháng)：940nm

9、前向散射測量角：33°；

10、可靠性：平均無(wú)故障時(shí)間不小于5000小時(shí)；

11、數據更新率：1/min；

12、平均故障間隔時(shí)間（MTBF）：≥15000h；

13、尺寸（毫米）：740×336×118；

14、供電方式：直流12V；

15、功耗：≤10W；

16、重量：≤15 kg；

17、環(huán)境溫度：－45～+50℃；

18、空氣濕度：0～100%；

19、大氣壓力：≥650hPa；

20、耐鹽霧性：可在沿海地區使用。

四、突出優(yōu)勢

采取光能量監控措施，提供一個(gè)穩定可靠的光源。

設計了光能量控制系統對其進(jìn)行閉環(huán)控制，來(lái)自動(dòng)調節發(fā)光管的驅動(dòng)電流，保證其發(fā)出能量穩定并經(jīng)特定脈沖調制的光源信號，同時(shí)采取嚴格的光學(xué)濾波措施，進(jìn)一步穩定發(fā)射器光源能量采取腔體溫度控制措施，減小溫度變化的影響。

對發(fā)射器和接收器腔體內分別采取了保溫、加溫和溫度控制措施，控制發(fā)射器和接收器的溫度，以減小環(huán)境溫度變化的影響，從而提高了能見(jiàn)度儀工作的穩定性可靠性。

運用鎖頻鎖相放大技術(shù)，提高儀器的抗干擾能力。

運用鎖頻鎖相放大技術(shù),同時(shí)借用軍工技術(shù)，包括對外購元器件進(jìn)行嚴格的老化篩選等，對研制和生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行嚴格的工藝控制和質(zhì)量檢驗，保證產(chǎn)品的穩定性和一致性。

獨特的光學(xué)和結構設計

為滿(mǎn)足整體技術(shù)指標和使用功能，并達到儀器結構簡(jiǎn)單、外型美觀(guān)、體積小、重量輕和使用維護方便的效果，我們借用軍工技術(shù)，對產(chǎn)品的光學(xué)系統和整體結構進(jìn)行獨特的設計。

合理的運用軟件補償技術(shù)，提高能見(jiàn)度測量的線(xiàn)性。

根據前向散射能見(jiàn)度儀的特點(diǎn)，合理設計軟件系統，對探測軟件進(jìn)行創(chuàng )新提高，增加了軟件校零、軟件校準、溫度補償、K值分段補償和光源波長(cháng)修正等功能，以提高儀器的線(xiàn)性和準確度，確保滿(mǎn)足測量要求。

前向散射能見(jiàn)度儀的應用顯示軟件具有自動(dòng)方式下的能見(jiàn)度測量、相應檢測曲線(xiàn)的繪制、歷史資料查詢(xún)及系統維護和校零功能。

前向散射能見(jiàn)度儀的技術(shù)指標和使用功能?chē)鴥阮I(lǐng)先；設備結構簡(jiǎn)單，使用操作方便，人機界面友好，總體技術(shù)達到了國際先進(jìn)水平。

前向散射能見(jiàn)度儀廣泛應用于海、陸、空交通運輸、 氣象和環(huán)保部門(mén)，對航空機場(chǎng)、高速公路、港口碼頭、大型艦船、軍事基地及有關(guān)場(chǎng)站的能見(jiàn)度進(jìn)行適時(shí)的檢測和監控，并可方便的與航空、航天、航海、交通及氣象等領(lǐng)域的氣象測控系統聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現數據信息共享。

五、前向散射能見(jiàn)度儀的基本原理和結構

能見(jiàn)度是與人的視覺(jué)因素緊密結合在一起的一種復雜的心理-物理現象，表示的是可視距離。根據柯西密德（Koschmieder）定律，對以水平天空為背景的黑體目標物，目標物和背景視亮度對比可以表示為：

經(jīng)對光的散射原理和大氣物理光學(xué)特性的進(jìn)一步研究和分析，并執行世界氣象組織（WMO）和國際民航組織（ICAO）的有關(guān)規定，可以得出：
（a）根據對散射線(xiàn)函數的研究可知，在θ為30o~40o區間范圍為不敏感區，消光系數與散射系數的比值是不變的。
（b）在一定條件下，光的吸收效應可以忽略，因而在工程應用上，消光系數被認為等于散射系數。
（c）對能見(jiàn)度觀(guān)測來(lái)講，視覺(jué)對比閾值選用0.05是合適的。
（d）只要能遮蔽來(lái)自其它光源的干擾，能見(jiàn)度觀(guān)測儀器在白天和夜間都可以使用。

前向散射能見(jiàn)度儀就是根據以上機理，并選擇合適的光源（波長(cháng)、光強）和光路結構，通過(guò)檢測專(zhuān)用光源在指定大氣體積中的前向散射強度，以求得其散射系數，進(jìn)而根據相關(guān)數學(xué)模型演算出大氣能見(jiàn)度值。

前向散射能見(jiàn)度儀由發(fā)射器、接收器、電源/控制器和支架等部分組成，采用近紅外波段光源的前向散射體制和交叉光路結構，發(fā)射器與接收器之間的距離為1200毫米，主散射角為35度。儀器工作時(shí)，發(fā)射器通過(guò)紅外發(fā)光管發(fā)出一束中心波長(cháng)為940nm的紅外光射入大氣中，接收器將特定體積大氣的前向散射光匯聚到硅光電傳感器的接收面上并將其轉換成電信號，此信號經(jīng)處理送至控制器的數據采集板， 經(jīng)CPU取樣和計算得到大氣能見(jiàn)度值，并通過(guò)RS-232長(cháng)線(xiàn)驅動(dòng)器送至用戶(hù)的計算機進(jìn)行顯示和輸出。其結構及光電原理如圖：

六、用戶(hù)現場(chǎng)

  

能見(jiàn)度監測站（一）   

 

能見(jiàn)度監測站（二）