[发明专利]一种雪粒子浓度测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种雪粒子浓度测量装置，其特征在于，包括：测量支架以及设置在测量支架上的设备箱和传感器，所述传感器用于采集风速值和风压值；所述设备箱中设有控制电路板和电源模块；所述控制电路板包括控制器以及与控制器连接的传输模块；所述控制器连接传感器；所述控制器用于根据风速值和风压值计算雪粒子浓度；

所述计算雪粒子浓度包括如下方法：

在无雪时，大量采集风速、风压测量值，计算参照空气密度值；

获取风吹雪状态下传感器采集到的风速、风压测量值，计算风吹雪状态下的混合空气密度值；对得出的混合空气密度值与当前风速对应的参照空气密度值进行差值计算，得出雪粒子浓度；

其中，混合空气密度值和参照空气密度值采用如下方法计算得出：

大量采集风速、风压测量值，以风速值的平方作为平面直角坐标系中的横轴，风压值的二倍作为纵坐标，进行曲线拟合，绘制参照空气密度分布曲线；

根据风吹雪状态下检测到的风速值的平方和风压值的2倍作为监测点的横坐标和纵坐标，确定该监测点在平面直角坐标系中的位置，计算测量点与原点连线与横轴所成夹角的正切值，作为混合空气密度值；

在参照空气密度分布曲线中根据风吹雪状态下检测到的风速的平方值查找该曲线中对应的参考点，根据参考点坐标，计算参考点与原点连线与横轴所成夹角的正切值，作为参照空气密度值。

2.根据权利要求1所述的雪粒子浓度测量装置，其特征在于，所述传感器通过线缆连接至设备箱中的控制器；所述传感器包括风速传感器和风压传感器。

3.根据权利要求1所述的雪粒子浓度测量装置，其特征在于，所述测量支架包括侧杆、T型连杆和传感器横杆，所述侧杆顶部通过转轴与T型连杆相接，所述T型连杆的横轴一端安装定向尾翼，另一侧与传感器横杆相连，所述传感器通过螺丝固定在传感器横杆上。

4.根据权利要求3所述的雪粒子浓度测量装置，其特征在于，所述侧杆底部通过底座埋设在地面上；所述底座为混凝土浇筑而成。

5.根据权利要求3所述的雪粒子浓度测量装置，其特征在于，所述电源模块包括储能电池，所述控制器与储能电池连接。

6.根据权利要求5所述的雪粒子浓度测量装置，其特征在于，所述侧杆的中上部设有电池板支架，所述电池板支架上设置太阳能电池板，所述太阳能电池板连接储能电池。

7.根据权利要求3所述的雪粒子浓度测量装置，其特征在于，所述侧杆的中上部设有设备箱支架，所述设备箱支架上安装设备箱。

8.根据权利要求1所述的雪粒子浓度测量方法，其特征在于，根据如下公式计算无雪或风吹雪状态下的空气密度值：

根据如下公式计算雪粒子浓度值：

σ_s＝σ₁-σ₀

其中，P表示风压值，v表示风速值，σ₁为风吹雪状态下的空气密度值；σ₀为参照空气密度值。