[实用新型]一种带温度校准的激光降水现象自动观测仪

说明书

技术领域

 本实用新型属气象自动化观测技术领域，具体涉及一种带温度校准的激光降水现象自动观测仪，该仪器可监测空气中降水粒子的粒径分布及速度分布，可识别所有的降水类型，并计算出相应的降水强度、降水量、雷达反射率等相关项目，适用于天气现象的自动观测。

背景技术

降水现象的观测是地面气象观测中最基本的项目之一，降水类型、降水强度、降水量、雷达反射率等的准确判别为气象、水文、农业和资源环境等科学的研究提供了重要依据，对农业生产、交通运输和防灾减灾等领域有重大的实用价值。

激光降水现象自动观测仪是以激光测量为基础的粒子测量传感器,采用平行均匀的激光束和光电管阵列结合,当有降水粒子穿越采样空间时,自动记录遮挡物的宽度,通过穿越时间计算降水粒子的粒径和速度，由检测的信号变化数目计算出通过采样区的粒子数，根据降水粒子的粒径、末速度和数量对降水粒子进行分类以雨滴谱的形式展现出来,判断降水类型，并计算出降水强度、累积降水量、雷达反射因子等相关信息 ,实现天气现象的自动识别。

在实际的应用中，部分降水粒子通过激光采样区时，受降水粒子重合、降水粒子落到采样区边缘、风力等外界因素的影响，仪器所采集到的降水粒子的粒径与末速度时有偏差，现有的激光降水现象自动观测仪只能对采样周期内偶尔出现的一两个有较大偏差的粒子进行剔除处理，当一个采样周期内偏差粒子累积到一定数量时，就会造成对降水现象的误判，如出现降雨时误报降雪、雨夹雪等情况，从而影响了仪器测量的准确性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种带温度校准的激光降水现象自动观测仪，该观测仪利用不同类型降水发生时外界环境温度差异的特点，对一些导致降水类型误报的异常数据进行剔除和修正，从而提高仪器测量的准确性。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种带温度校准的激光降水现象自动观测仪，包括激光传感器单元和温度传感器单元两部分。其特征在于，用于采集降水粒子粒径、速度和数量，识别天气现象的激光传感器单元，包括激光发射端和接收端、发射端发送一束均匀的平行激光束到达接收端；用于采集环境温度的温度传感器单元，温度传感器单元包括一个精度高、测量范围大的温度传感器。

优选地，所述激光传感器单元包含激光发射端和激光接收端。激光发射端发送一束30mm宽*0.9mm厚的均匀激光束到达激光接收端，激光发射端与激光接收端间距为180mm。

优选地，所述激光发射端和激光接收端，其上部均覆盖不锈钢防溅网，避免溅落的水滴对测量造成影响。

优选地，所述激光发射端和激光接收端，其内部均带有加热装置，在内部温度低于10℃时，启动加热装置，确保仪器在低温的环境下正常运行。

优选地，所述激光发射端和激光接收端，其通过U型不锈钢管相连接，激光发射端和激光接收端左右对称分布，防止飞溅的水滴对测量造成影响。

优选地，所述温度传感器单元，其测量范围为-60℃ ~ +100℃，有效精度为0.01℃。

优选地，所述温度传感器单元，固定在激光传感器单元上，通过线缆同激光传感器相连。

附图说明

图1为本实用新型所提供的带温度校准的激光降水现象自动观测仪整体结构示意图。

图2为不同类型降水的降水粒子粒径与速度区间分布图。

图3为不同类型降水的温度区间分布图。

图4为降雨时误报降雪滴谱图。

图5为降雨时误报雨夹雪滴谱图。

图1中。

1. 防溅落保护网、 2. 加热装置、 3. IP67等级密封保护体、4. U型连接管、5. 温度传感器、6. 激光带。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本实用新型所提供带温度校准的激光降水现象自动观测仪的一种具体实施方式的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的带温度校准的激光降水现象自动观测仪，包括激光传感器单元和温度传感器单元两部分。激光传感器单元包括：1. 防溅落保护网、 2. 加热装置、 3. IP67等级密封保护体、4. U型连接管；温度传感器单元包括：5. 温度传感器。

当有降水粒子穿越采样空间激光带6时，激光传感器自动记录遮挡物的宽度，通过穿越时间计算降水粒子的粒径D和速度V，由检测的信号变化数目计算出采用周期内通过采样区的粒子数量N，并根据降水粒子的粒径、末速度和数量对降水粒子进行分类，在前端电脑上以雨滴谱的形式展现出来。