久久一区二区免费播放,国产在线欧美日韩一区二区,国产综合色在线视频,精品伊人久久久香线蕉,精品视频麻豆网站,玖玖国产,国内精品久久久久影,在线观看精品视频一区二区三区,午夜久久影院,国产精品一区久久

一種多層云實(shí)時(shí)測(cè)距裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種多層云實(shí)時(shí)測(cè)距裝置，包括激光擴(kuò)束整形系統(tǒng)、激光二極管、信號(hào)識(shí)別計(jì)時(shí)器、系統(tǒng)控制模塊、光電探測(cè)器、后繼光路、小孔光欄、接收望遠(yuǎn)鏡；激光擴(kuò)束整形系統(tǒng)設(shè)在激光二極管前方，激光二極管連接到信號(hào)識(shí)別計(jì)時(shí)器；系統(tǒng)控制模塊與信號(hào)識(shí)別計(jì)時(shí)器連接，信號(hào)識(shí)別計(jì)時(shí)器還與光電探測(cè)器連接；光電探測(cè)器與后繼光路連接；后繼光路前方依次設(shè)有小孔光欄和接收望遠(yuǎn)鏡。其中，激光擴(kuò)束整形系統(tǒng)由復(fù)數(shù)塊可調(diào)節(jié)透鏡組合而成；激光二極管為紅外激光二極管。本實(shí)用新型采用高效的光學(xué)發(fā)射接收系統(tǒng)以及簡(jiǎn)潔的低成本測(cè)距識(shí)別電路，實(shí)現(xiàn)多層云底高度的測(cè)量，其可自動(dòng)無(wú)人值守的全天候工作，適用于氣象、環(huán)保、機(jī)場(chǎng)的云底高度及云層的測(cè)量。
【專利說(shuō)明】—種多層云實(shí)時(shí)測(cè)距裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種多層云實(shí)時(shí)測(cè)距裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]用于云底高度測(cè)量的儀器常使用測(cè)距原理和米散射激光雷達(dá)遙感等原理。
[0003]使用測(cè)距原理的儀器有云幕燈、激光測(cè)距云高儀等，云幕燈的測(cè)量精度太低所以現(xiàn)在基本上不再使用，激光測(cè)距云高儀采用發(fā)射激光脈沖到云層上，并記錄發(fā)射時(shí)間和由云底反射回的光脈沖信號(hào)的時(shí)間，通過(guò)時(shí)間推算距離，由于采取的結(jié)構(gòu)、使用的光源在大氣中的穿透能力不強(qiáng)，同時(shí)探測(cè)單元的接收能力不高，一般白天只有1-2千米，而夜間也只有8千米，且采取計(jì)時(shí)的技術(shù)路線是只記一次，所以這兩種實(shí)現(xiàn)途徑都只能測(cè)量一個(gè)單一的目標(biāo)，即只能探測(cè)離測(cè)量?jī)x器最近的一層云底高，如果是多層云則不能測(cè)量。
[0004]米散射激光雷達(dá)遙感測(cè)原理:測(cè)量云高是探測(cè)激光脈沖在大氣中不同高度的后向散射信號(hào)，云是強(qiáng)散射信號(hào)，所以通過(guò)算法就能夠得到云底信息，由于激光雷達(dá)采取的結(jié)構(gòu)和單元器件參數(shù)其探測(cè)能力強(qiáng)，可以獲取十幾到幾十千米的大氣信息，所以多層云信息也同時(shí)獲得。但該技術(shù)不僅需要保證激光的穿透和探測(cè)能力還需要對(duì)大氣分層測(cè)量，造成采取的單元器件成本高，同時(shí)為保證儀器的野外使用性能采取了較多的保護(hù)措施，因此總體造價(jià)相對(duì)較高，在精度上不僅取決于硬件系統(tǒng)的構(gòu)成還取決于算法的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種多層云實(shí)時(shí)測(cè)距裝置。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種多層云實(shí)時(shí)測(cè)距裝置，包括激光擴(kuò)束整形系統(tǒng)、激光二極管、信號(hào)識(shí)別計(jì)時(shí)器、系統(tǒng)控制模塊、光電探測(cè)器、后繼光路、小孔光欄、接收望遠(yuǎn)鏡；激光擴(kuò)束整形系統(tǒng)設(shè)在激光二極管前方，激光二極管連接到信號(hào)識(shí)別計(jì)時(shí)器；系統(tǒng)控制模塊與信號(hào)識(shí)別計(jì)時(shí)器連接，信號(hào)識(shí)別計(jì)時(shí)器還與光電探測(cè)器連接；光電探測(cè)器與后繼光路連接；后繼光路前方依次設(shè)有小孔光欄和接收望遠(yuǎn)鏡。
[0007]作為優(yōu)選，激光擴(kuò)束整形系統(tǒng)由復(fù)數(shù)塊可調(diào)節(jié)透鏡組合而成。
[0008]作為優(yōu)選，激光二極管為紅外激光二極管。
[0009]作為優(yōu)選，接收望遠(yuǎn)鏡為透射式組合鏡或折返式望遠(yuǎn)鏡。
[0010]作為優(yōu)選,后繼光路包括光學(xué)透鏡、準(zhǔn)直透鏡、光學(xué)濾光片。
[0011]作為優(yōu)選，系統(tǒng)控制模塊包括用于與上位計(jì)算機(jī)連接的通訊接口。
[0012]本實(shí)用新型多層云實(shí)時(shí)測(cè)距裝置采用了米散射激光雷達(dá)和普通測(cè)距相結(jié)合的原理。具體的說(shuō)是采取能在大氣中具有高穿透和收集能力的激光發(fā)射接收結(jié)構(gòu)，采用激光管和優(yōu)化的光束擴(kuò)束裝置，使光具備強(qiáng)的穿透能力，信號(hào)接收采用高接收效率的接收系統(tǒng)和高靈敏度的光電探測(cè)器，使得系統(tǒng)具備探測(cè)大氣回波信號(hào)的能力。信號(hào)的識(shí)別采用高速自動(dòng)調(diào)整閾值的識(shí)別連續(xù)計(jì)時(shí)的識(shí)別計(jì)時(shí)器，具備同時(shí)記錄多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的功能。當(dāng)有云時(shí)，光電探測(cè)器輸出信號(hào)的幅度會(huì)突然增大，計(jì)時(shí)器會(huì)記錄下自激光脈沖發(fā)射至信號(hào)增強(qiáng)的時(shí)間，由該時(shí)間乘以光速即可得到光從發(fā)射裝置到云處的往返距離，該距離的一半即為云底高度。不同高度云的回波信號(hào)在幅度上會(huì)有所不同，因此識(shí)別計(jì)時(shí)器的動(dòng)作還具有有電平門限閾值自動(dòng)識(shí)別功能，從而識(shí)別不同幅值目標(biāo)回波脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)多層云底高度測(cè)量。
[0013]上述技術(shù)方案包括以下兩項(xiàng)關(guān)鍵點(diǎn):
[0014]I)采用了高效的光學(xué)發(fā)射接收系統(tǒng)和簡(jiǎn)潔的低成本測(cè)距識(shí)別電路，可以探測(cè)多層云底高度信息。首先是具備探測(cè)大氣氣溶膠及大氣分子的能力，這使得系統(tǒng)能夠探測(cè)十幾公里的云，其次是利用云回波信號(hào)的脈沖特點(diǎn)，直接輸入到信號(hào)識(shí)別計(jì)時(shí)器，能夠以高時(shí)間精確記錄云信號(hào)。
[0015]2)采用了優(yōu)化設(shè)計(jì)的識(shí)別計(jì)時(shí)器，具備自動(dòng)調(diào)整識(shí)別云信號(hào)閾值和多次記錄計(jì)時(shí)的功能，實(shí)現(xiàn)多層云的探測(cè)。
[0016]該裝置實(shí)現(xiàn)多層云底高度的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)無(wú)人值守的全天候工作?？捎糜跉庀?、環(huán)保、機(jī)場(chǎng)及科研單位的云底高度及云層的測(cè)量。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0018]采用高效的光學(xué)發(fā)射接收系統(tǒng)以及簡(jiǎn)潔的低成本測(cè)距識(shí)別電路，實(shí)現(xiàn)多層云底高度的測(cè)量，其可自動(dòng)無(wú)人值守的全天候工作，適用于氣象、環(huán)保、機(jī)場(chǎng)及科研單位的云底高度及云層的測(cè)量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0020]圖1是本實(shí)用新型多層云實(shí)時(shí)測(cè)距裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中，1-激光擴(kuò)束整形系統(tǒng)，2-紅外激光二極管，3-信號(hào)識(shí)別計(jì)時(shí)器，4-系統(tǒng)控制模塊，5-光電探測(cè)器，6-后繼光路，7-小孔光欄，8-接收望遠(yuǎn)鏡。
【具體實(shí)施方式】
[0022]圖1是多層云實(shí)時(shí)測(cè)距裝置，包括激光擴(kuò)束整形系統(tǒng)1、激光二極管2、信號(hào)識(shí)別計(jì)時(shí)器3、系統(tǒng)控制模塊4、光電探測(cè)器5、后繼光路6、小孔光欄7、接收望遠(yuǎn)鏡8。
[0023]激光擴(kuò)束整形系統(tǒng)I設(shè)在紅外激光二極管2前方，紅外激光二極管2連接到信號(hào)識(shí)別計(jì)時(shí)器3 ;系統(tǒng)控制模塊4與信號(hào)識(shí)別計(jì)時(shí)器3連接，信號(hào)識(shí)別計(jì)時(shí)器還與光電探測(cè)器5連接；光電探測(cè)器與后繼光路6連接；后繼光路前方依次設(shè)有小孔光欄7和接收望遠(yuǎn)鏡8。
[0024]工作過(guò)程:
[0025]系統(tǒng)控制模塊4控制紅外激光二極管2發(fā)射一發(fā)激光脈沖后，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的激光擴(kuò)束整形系統(tǒng)I整形進(jìn)入大氣，大氣的后向散射信號(hào)由望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)8接收，通過(guò)小孔光欄7和后繼光路6到達(dá)光電探測(cè)器5，由光電探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再進(jìn)入信號(hào)識(shí)別計(jì)時(shí)器3進(jìn)行信號(hào)的識(shí)別與計(jì)時(shí)，根據(jù)時(shí)間信息輸出云底高度的數(shù)據(jù)。紅外激光二極管2在輸出激光脈沖的同時(shí)將同步信號(hào)發(fā)送到信號(hào)識(shí)別計(jì)時(shí)器3作為計(jì)時(shí)起始信息，當(dāng)遇有云層時(shí)，回波信號(hào)會(huì)突然增強(qiáng)，相對(duì)于無(wú)云信號(hào)形成一個(gè)脈沖，識(shí)別計(jì)時(shí)器首先需要將該信號(hào)識(shí)別出，如果是一有效脈沖信號(hào)則記錄，同時(shí)將調(diào)整脈沖信號(hào)識(shí)別閾值等待下一脈沖的到來(lái)。所有記錄信息和脈沖識(shí)別閾值調(diào)整均由系統(tǒng)控制模塊4完成。系統(tǒng)控制模塊還承擔(dān)激光脈沖輸出的控制和整體系統(tǒng)溫控的調(diào)節(jié)功能，以適應(yīng)野外全天候工作，同時(shí)有通訊接口提供云層信息到上位計(jì)算機(jī)。
[0026]激光擴(kuò)束整形系統(tǒng)I由多塊可調(diào)節(jié)透鏡組成，可適應(yīng)不同激光管的參數(shù)，使得最終發(fā)射的激光束達(dá)到使用要求，即在最短的距離內(nèi)可以落到接收視場(chǎng)內(nèi)，同時(shí)又具備足夠的穿透能力。
[0027]接收望遠(yuǎn)鏡8系統(tǒng)由透射式組合鏡構(gòu)成，也可以由折返式望遠(yuǎn)鏡構(gòu)成。
[0028]后繼光路6包括光學(xué)透鏡，準(zhǔn)直透鏡，光學(xué)濾光片等一系列光學(xué)調(diào)整及背景濾光。起到抑制背景，提高信號(hào)的信噪比作用。
[0029]本實(shí)施例采用了高效的光學(xué)發(fā)射接收系統(tǒng)和簡(jiǎn)潔的低成本測(cè)距識(shí)別電路，可以探測(cè)多層云底高度信息。首先是具備探測(cè)大氣氣溶膠及大氣分子的能力，這使得系統(tǒng)能夠探測(cè)十幾公里的云，其次是利用云回波信號(hào)的脈沖特點(diǎn)，直接輸入到信號(hào)識(shí)別計(jì)時(shí)器，能夠以高時(shí)間精確記錄云信號(hào)。
[0030]本實(shí)施例采用了優(yōu)化設(shè)計(jì)的識(shí)別計(jì)時(shí)器，具備自動(dòng)調(diào)整識(shí)別云信號(hào)閾值和多次記錄計(jì)時(shí)的功能，實(shí)現(xiàn)多層云的探測(cè)。以上所述的本實(shí)用新型實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。任何在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多層云實(shí)時(shí)測(cè)距裝置，其特征在于:包括激光擴(kuò)束整形系統(tǒng)、激光二極管、信號(hào)識(shí)別計(jì)時(shí)器、系統(tǒng)控制模塊、光電探測(cè)器、后繼光路、小孔光欄、接收望遠(yuǎn)鏡；所述激光擴(kuò)束整形系統(tǒng)設(shè)在激光二極管前方，所述激光二極管連接到信號(hào)識(shí)別計(jì)時(shí)器；所述系統(tǒng)控制模塊與信號(hào)識(shí)別計(jì)時(shí)器連接，信號(hào)識(shí)別計(jì)時(shí)器還與光電探測(cè)器連接；所述光電探測(cè)器與后繼光路連接；所述后繼光路前方依次設(shè)有小孔光欄和接收望遠(yuǎn)鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層云實(shí)時(shí)測(cè)距裝置，其特征在于:所述激光擴(kuò)束整形系統(tǒng)由復(fù)數(shù)塊可調(diào)節(jié)透鏡組合而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層云實(shí)時(shí)測(cè)距裝置，其特征在于:所述激光二極管為紅外激光二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層云實(shí)時(shí)測(cè)距裝置，其特征在于:所述接收望遠(yuǎn)鏡為透射式組合鏡或折返式望遠(yuǎn)鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層云實(shí)時(shí)測(cè)距裝置，其特征在于:所述后繼光路包括光學(xué)透鏡、準(zhǔn)直透鏡、光學(xué)濾光片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層云實(shí)時(shí)測(cè)距裝置，其特征在于:所述系統(tǒng)控制模塊包括用于與上位計(jì)算機(jī)連接的通訊接口。
【文檔編號(hào)】G01C3/00GK203454993SQ201320517550
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】孫雪清, 孔潔, 程琳, 程雪 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 安徽省電力公司培訓(xùn)中心