[实用新型]散射式低能见度预警检测仪

说明书

技术领域   

本实用新型涉及光机电一体精密检测仪器，具体地说是一种散射式低能见度预警检测仪。

背景技术

“能见度”即是人的正常视觉观测目标物的能见距离；“低能见度”即是从极限远的背景中难以分辨出目标物清晰的形体轮廓。“能见度”的测报不仅是气象部门应用于天气分析的重要参数，同时也能为高速公路、航海、航空等交通运输以及军事、环境监测等领域发挥重要作用。早期的“能见度”测报，主要是依靠架设有线传输的能见度检测仪器，对天气状况进行实时监控，遇低能见度天气时，则通过可变信息牌、路况信息广播等预警方式及时向相关人员发布信息，以便及时采取正确的应对措施，有效减少低能见度天气带来的各种损失。近些年来，我国公路交通、海港、机场等场所使用的能见度检测仪器，主要为进口产品，昂贵的价格局限了它仅能对一些重点区域的天气作出能见度测报，难以覆盖到其它“团雾”多发的局部小范围区域，因此存在能见度预警检测盲区。另一方面，以有线传输为主的能见度检测仪器扩展兼容性差，必须依赖基础建设方面的投入，只能在有线通讯网络建设的地方才能架设使用，因此同样也存在能见度预警盲区。目前，已面市的国产大气能见度检测仪，主要由发接装置、接收端传感器模块、控制模块、预警数据输出模块以及电源模块等组成，系统模块大多以AVR 单片机为核心，并采用分体式结构。该大气能见度检测仪又存在着体积大，功能模块分散，功耗高、扩展兼容性较差、预警输出单一且成本较高的不足之处。

发明内容

本实用新型针对上述存在问题和不足之处，提出了一种散射式低能见度预警检测仪，目的在于通过对现有能见度预警检测仪的结构进行改进，以实现本机具有低成本、低功耗、扩展兼容性好、能灵活接入现有智能交通监测网络低能见度预警检测前端的功能特性。

本实用新型的技术解决方案  

本实用新型主要由红外光发射装置与红外光接收装置、接收端传感器信号调理模块、控制模块、预警数据输出模块以及电源模块组成。

所述的红外光发射装置主要由发射光学系统、红外发光器件、光强稳定器、光源调制器组成。光源调制器连接红外发光器件，红外发光器件为双光路，分别连接发射光学系统和光强稳定器。

所述的红外光接收装置主要由接收光学系统、光电接收探头组成。接收光学系统接收散射光，输出至光电接收探头。

所述的接收端传感器信号调理模块主要由跨导放大器、带通滤波网络、锁相放大器、低通放大器组成。跨导前置放大器依次与带通滤波网络、锁相放大器、低通放大器连接。

所述的控制模块主要由模数转换器、微处理器、调制发生器、数字移相器、SD卡数据存储器组成。模数转换器的输出与微处理器输入连接，微处理器与调制发生器、数字移相器、SD卡数据存储器呈双向输入输出连接。

所述的预警数据输出模块包括232总线传输、485总线传输、RF无线数据传输、GPRS公网数据传输，并采用并行输出模式。

所述的电源模块包括+12VDC输出电源、+SVDC输出电源、±SVDC输出电源。

本实用新型的进一步技术解决方案

所述的控制模块的微处理器为ARM Cotex-M3内核架构的LPC17xx系列微处理器。

所述的红外光发射装置的发射光源采用940nm波长的红外LED组合。

所述的红外光发射装置的红外光发射器件与红外光接收装置的光电接收探头均采用Si4432芯片。

另，上述的红外光发射装置与控制模块呈双向输入输出连接；红外光接收装置与接收端传感器信号调理模块呈双向输入输出连接；控制模块与预警数据输出模块呈双向输入输出连接；电源模块与红外光发射装置、红外光接收装置及其它模块均呈双向输入输出连接。

本实用新型的有益效果

（一）本实用新型属于低能见度预警系统前端智能化设施，其采用的前向散射方式应用光电技术对红外光进行发射调制，将接收到的散射光转换为电信号；又应用微弱信号检测技术进行信号调理，经过A/D转换后进行数据采集和存储，既能发布实时信息，又便于历史数据的查询。

（二）本实用新型同时提供多种数据传输方式，以应对现场复杂的安装条件以及多样化的应用需求；除传统的232或485串行总线数据传输外，还通过ISM频段的RF无线数据传输可方便地与可变信息牌、路标等现场预警执行设备进行无线连接，实时进行数据更新；通过GPRS或CDMA公网数据传输，可与无有线通讯网络建设区域的指挥监控中心建立远程无线连接，提高了预警检测覆盖范围和密度。