[发明专利]提高测量准确度的透射式能见度仪及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及透射式能见度仪，特别涉及提高测量准确度的透射式能见度仪。

背景技术

透射式能见度仪最符合能见度定义，因而是一种最理想的能见度测量装置。但是由于极其灵敏，极微弱的噪声，温度漂移或者机械位移都影响测试结果。低能见度时这些影响较低，高能见度时影响较大。这限制了透射式能见度仪的测量范围，透射式能见度仪表现为低能见度时测量数据准确，高能见度时测量数据发生加大飘移

对这个问题的解决方法首先是降低噪声，提高信噪比。但是信噪比有极限，实际测试发现，需要将信噪比提高到极限附近，才能勉强解决高能见度测量精度问题。信噪比提高，会导致成本的急剧上升。其次是增加测量的基线(指透射式能见度仪发射机和接收机之间的距离)长度。当基线长度增加时，测量的样品变大，相应的测量方位扩大。但是基线也有限制，比如不能超过标准气象观测场地长度等。综上，透射式能见度仪自身难以解决高能见度数据漂移和精度问题。

这个问题可以通过定期对能见度仪校准来解决。但这需要有能见度标准，并且需要人工参与，增加了使用和维护成本。

芬兰的Vaisala公司采用了在透射式能见度仪上集成一个散射式能见度仪，二者配合使用：在低能见度(3千米以下)使用透射式能见度仪的测试数据，在能见度高于三千米时，使用散射式能见度仪的数据。这种方法结合了透射式和散射式两种测试方法，可以发挥二者的优点，但是同时有两个不足：1)成本显著增加2)在环境污染比较严重的国家和地区，散射式测量数据准确性差。中国科学院遥感应用研究所提出的透射式和散射式结合的能见度测试方法，是在前向散射式能见度仪的基础上，用透射式测量值作为参考，对散射式测试值进行修正。

近些年来，国内外出现了照相式(摄像式)能见度测量仪。其机理是通过一台照相机或者工控机拍摄一幅图像，选取图像中两个距离较远的景物，读取其灰度值，结合实际两个景物之间的距离，就可以计算出能见度来。这种方法简单快捷，具有一定的优点。比如两个选取点之间的距离可以很远，这样测试的准确性就可以较高，而且选取的目标很灵活，容易快速实现等。但是照相式能见度测量不能全天工作，比如白天光照较好时数据准确，而夜间就不能工作了。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供提高测量准确度的透射式能见度仪及其测量方法，以达到解决高能见度测量精度问题的效果。

本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，提高测量准确度的透射式能见度仪，包括透射式能见度仪本体，所述透射式能见度仪本体包括接收端及发射端，还包括光功率测量模块，拍摄模块、图片处理模块及数据处理模块，所述拍摄模块与图片处理模块连接，图片处理模块与数据处理模块连接，数据处理模块与光功率测量模块连接，光功率测量模块分别与接收端及发射端连接；

所述拍摄模块，用于在高能见度的情况下拍摄能见度待测场地内的景象图片，并将图片传输给图片处理模块；

所述图片处理模块，用于对景象图片进行处理，计算出景象图片中的能见度，作为能见度标准值，并将其传输给数据处理模块；

所述光功率测量模块，用于分别测量接收端及发射端的光功率值，并将其传输给数据处理模块；

所述数据处理模块，用于根据接收端及发射端的光功率值及能见度标准值计算出能见度值。

具体的，所述图片处理模块通过双亮度对比方法对景象图片进行处理，计算出景象图片中的能见度。

进一步的，所述图片处理模块通过双亮度对比方法对景象图片进行处理，计算出景象图片中的能见度包括：

在图片中选取两个固定目标物，通过图像处理，得出目标在图片上的灰度值，及背景灰度值；测量出两个固定目标的实际距离之间的差值；

通过以下公式计算出能见度，作为能见度标准值：