能見(jiàn)度定標(biāo)儀、標(biāo)校系統(tǒng)及基于其對(duì)產(chǎn)品機(jī)的標(biāo)校方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及能見(jiàn)度測(cè)量領(lǐng)域。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供能夠被第三方檢測(cè)并認(rèn)可的能見(jiàn)度定標(biāo)儀、標(biāo)校系統(tǒng)及基于其對(duì)產(chǎn)品機(jī)的標(biāo)校方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：能見(jiàn)度定標(biāo)儀，包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，發(fā)射機(jī)包括光源模塊、第一數(shù)據(jù)顯示操作屏及第一信號(hào)處理模塊，光源模塊與第一信號(hào)處理模塊相連，第一信號(hào)處理模塊又與第一數(shù)據(jù)顯示操作屏相連，光源模塊發(fā)射的光束為準(zhǔn)直光，接收機(jī)包括接收透鏡、光電探測(cè)器、第二數(shù)據(jù)顯示操作屏及第二信號(hào)處理模塊，接收透鏡和光電探測(cè)器依光路順序布置，發(fā)射機(jī)發(fā)射的光束全部落入接收透鏡內(nèi)，光電探測(cè)器與第二信號(hào)處理模塊相連，第二信號(hào)處理模塊與第二數(shù)據(jù)顯示操作屏相連；適用于為能見(jiàn)度儀定標(biāo)。
【專利說(shuō)明】能見(jiàn)度定標(biāo)儀、標(biāo)校系統(tǒng)及基于其對(duì)產(chǎn)品機(jī)的標(biāo)校方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能見(jiàn)度測(cè)量領(lǐng)域，尤其是涉及一種能見(jiàn)度定標(biāo)儀、標(biāo)校系統(tǒng)及基于其對(duì)產(chǎn)品機(jī)的標(biāo)校方法。

【背景技術(shù)】
[0002]能見(jiàn)度儀是通過(guò)測(cè)量有限距離水平空氣柱的消光系數(shù)而獲得大氣能見(jiàn)度值的儀器。而透射式能見(jiàn)度儀是最符合國(guó)際氣象組織對(duì)能見(jiàn)度定義的一種器測(cè)能見(jiàn)度儀，其原理是通過(guò)采樣一定長(zhǎng)度L的水平空氣柱，測(cè)量其消光系數(shù)σ來(lái)獲得大氣的氣象光學(xué)距離M0R。氣象光學(xué)距離即能見(jiàn)度MOR的定義是由白熾燈發(fā)出的色溫2700Κ的平行光束的光通量在大氣中削弱至初始值的5%所通過(guò)的路徑長(zhǎng)度，是一個(gè)與主觀因素?zé)o關(guān)的物理量。
[0003]σ = -1nT/L
[0004]MOR = In0.05/ σ = L*ln0.05/lnT
[0005]σ:大氣消光系數(shù)；L為透射儀的測(cè)量基線長(zhǎng)度；T為透射因子或衰減率或透射率是初始光通量Bc^與經(jīng)過(guò)給定長(zhǎng)度L的空氣柱衰減后后剩余的光通量的比值T = B0L/B0,實(shí)際測(cè)量中是通過(guò)光電二極管轉(zhuǎn)化為輸出電壓之比，真空狀態(tài)下時(shí)T = I。
[0006]如圖1所示，傳統(tǒng)的透射式能見(jiàn)度儀測(cè)量光路是有一定發(fā)散角的光路，即其發(fā)射機(jī)I出射的光線為非準(zhǔn)直光，具有一定發(fā)散角。發(fā)射機(jī)I與接收機(jī)2對(duì)準(zhǔn)，且間距為基線長(zhǎng)L，L 一般為20?60米。然而，發(fā)射機(jī)I出射的光線并不能完全被接收機(jī)2的接收透鏡21捕捉到，其準(zhǔn)確性很難通過(guò)第三方得到確認(rèn)。而目前并不存在一種能夠有效通過(guò)第三方確認(rèn)的且數(shù)據(jù)可靠性強(qiáng)的透射式能見(jiàn)度儀作為定標(biāo)基準(zhǔn)的定標(biāo)儀及標(biāo)校系統(tǒng)。
[0007]由于光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)在多環(huán)節(jié)存在系統(tǒng)誤差，且能見(jiàn)度儀的光機(jī)裝配調(diào)試誤差會(huì)造成儀器光路的變化，同時(shí)電子元器件及工藝的差異會(huì)造成能見(jiàn)度儀的系統(tǒng)偏差，必須對(duì)能見(jiàn)度儀進(jìn)行準(zhǔn)確的標(biāo)定和校準(zhǔn)，其中首次定標(biāo)叫做標(biāo)定，后期定標(biāo)一般叫做校準(zhǔn)。傳統(tǒng)的對(duì)透射式能見(jiàn)度儀的標(biāo)校方式有以下幾種方法:
[0008]1.工作母機(jī)傳遞法。此方法的代表廠家為洛陽(yáng)凱邁測(cè)控有限公司，方法具體過(guò)程為:1)校準(zhǔn)能見(jiàn)度定標(biāo)儀。通過(guò)訓(xùn)練后的能見(jiàn)度觀測(cè)員提供較為準(zhǔn)確的能見(jiàn)度數(shù)據(jù)，標(biāo)校一臺(tái)性能相對(duì)穩(wěn)定的能見(jiàn)度儀作為能見(jiàn)度定標(biāo)儀，俗稱工作母機(jī)；2)對(duì)能見(jiàn)度儀的產(chǎn)品機(jī)定標(biāo)。依據(jù)工作母機(jī)提供的實(shí)時(shí)能見(jiàn)度數(shù)據(jù)對(duì)需要標(biāo)校的能見(jiàn)度儀進(jìn)行實(shí)時(shí)標(biāo)校，即完成對(duì)能見(jiàn)度儀產(chǎn)品機(jī)的標(biāo)校。
[0009]顯然，工作母機(jī)，即能見(jiàn)度定標(biāo)儀的性能是關(guān)鍵因素，其測(cè)量準(zhǔn)確性直接決定了對(duì)產(chǎn)品機(jī)是否符合要求的判斷。然而此方法的不足在于:1)工作母機(jī)自身的精度難以保證，工作母機(jī)的精度依賴觀測(cè)員獲得數(shù)據(jù)對(duì)工作母機(jī)進(jìn)行標(biāo)校，而人對(duì)目標(biāo)物的“能見(jiàn)”與“不能見(jiàn)”界限不明晰，加上視覺(jué)的對(duì)比視感閾值和照度閾值隨照明條件和心理影響變化較大，因此能見(jiàn)度的人工目測(cè)來(lái)校準(zhǔn)工作母機(jī)必然存在較大的誤差；2)由于校準(zhǔn)過(guò)程存在較大的人為因素，所以工作母機(jī)的準(zhǔn)確性很難通過(guò)第三方得到確認(rèn)，難以形成標(biāo)準(zhǔn)；3)工作母機(jī)的長(zhǎng)期以及在各種氣候環(huán)境下是否出現(xiàn)數(shù)據(jù)的漂移無(wú)法有效保證，校準(zhǔn)過(guò)程受到天氣、氣候及場(chǎng)地環(huán)境因素的限制較大；4)笨重的工作母機(jī)很難完成對(duì)能見(jiàn)度儀的產(chǎn)品機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)工作。
[0010]2.標(biāo)準(zhǔn)器標(biāo)校法。散射式能見(jiàn)度儀的標(biāo)定常采用標(biāo)準(zhǔn)反射屏的方式進(jìn)行產(chǎn)品標(biāo)校，校準(zhǔn)裝置包括:校準(zhǔn)板、堵光板和安裝架，標(biāo)校檢查一般是在高能見(jiàn)度端(零散射信號(hào))和低能見(jiàn)度(高散射信號(hào))兩極限點(diǎn)抽樣檢查。堵光板用不透光的橡膠或金屬材料制成，可堵塞發(fā)射器端頭，故無(wú)散射信號(hào)射入接收器，以模擬零散射信號(hào)，用于高能見(jiàn)度測(cè)量情況的檢查。校準(zhǔn)板是用部分透明的玻璃或不透明的塑料材料制成，模擬高散射信號(hào)，用于低能見(jiàn)度測(cè)量信號(hào)的檢查。其散射率可等同能見(jiàn)度值。安裝架用于標(biāo)準(zhǔn)板的連接安裝，校準(zhǔn)板是標(biāo)校的關(guān)鍵。
[0011]該方法的不足在于:1)基于散射儀制作的散射標(biāo)準(zhǔn)器和散射儀一樣是間接獲得能見(jiàn)度數(shù)據(jù)，存在轉(zhuǎn)換誤差，且和空氣的散射不一致，空氣中的部分氣溶膠粒子對(duì)測(cè)量光束是吸收而不能散射。2)不同反光率的標(biāo)準(zhǔn)反光板等同散射率及能見(jiàn)度數(shù)據(jù)也缺乏說(shuō)服力，很難獲第三方的認(rèn)可和監(jiān)控。
[0012]3.自我標(biāo)校法。此方案的代表廠家為芬蘭的維薩拉公司。維薩拉的透射式能見(jiàn)度儀是目前我國(guó)國(guó)內(nèi)主要的能見(jiàn)度儀進(jìn)口機(jī)型，為降低設(shè)計(jì)制作難度，保證測(cè)量精度，其集成了透射儀和散射儀，采用雙模式工作模式，在低能見(jiàn)度時(shí)(0-3000米)用透射模式輸出能見(jiàn)度數(shù)據(jù)，在高能見(jiàn)度時(shí)(3000米以上)用散射模式輸出能見(jiàn)度數(shù)據(jù)。標(biāo)校時(shí)，用透射儀有很好精度區(qū)間的低能見(jiàn)度數(shù)據(jù)為散射儀標(biāo)校，用散射儀有較好精度區(qū)間的高能見(jiàn)度數(shù)據(jù)為透射儀標(biāo)校。
[0013]該方法的不足在于:雖然透射儀的低能見(jiàn)度測(cè)量精度能力很強(qiáng)，散射儀的高能見(jiàn)度測(cè)量精度能力較強(qiáng)，但自身在基準(zhǔn)不存在狀態(tài)下，相互保障標(biāo)校必然存在問(wèn)題。2)散射儀是低端的能見(jiàn)度儀，具有和空氣的散射不一致，空氣中的部分氣溶膠粒子對(duì)測(cè)量光束是吸收而不能散射的缺點(diǎn)，無(wú)法為高端的透射儀進(jìn)行精確標(biāo)校。
[0014]綜上所述，傳統(tǒng)的對(duì)能見(jiàn)度儀的標(biāo)校方法，精度較低、無(wú)法直接體現(xiàn)并符合能見(jiàn)度定義，且無(wú)法提供被第三方檢測(cè)或認(rèn)可的能見(jiàn)度基準(zhǔn)及數(shù)據(jù)為能見(jiàn)度儀進(jìn)行標(biāo)校。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠被第三方檢測(cè)并認(rèn)可的能見(jiàn)度定標(biāo)儀、標(biāo)校系統(tǒng)及基于其對(duì)產(chǎn)品機(jī)的標(biāo)校方法，能夠有效解決能見(jiàn)度儀的生產(chǎn)和使用現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)校的技術(shù)難題，其能見(jiàn)度基準(zhǔn)及數(shù)據(jù)符合能見(jiàn)度定義。
[0016]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:能見(jiàn)度定標(biāo)儀，包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，所述發(fā)射機(jī)包括光源模塊、第一數(shù)據(jù)顯示操作屏及第一信號(hào)處理模塊，光源模塊與第一信號(hào)處理模塊相連，第一信號(hào)處理模塊又與第一數(shù)據(jù)顯示操作屏相連，光源模塊發(fā)射的光束為準(zhǔn)直光，接收機(jī)包括接收透鏡、光電探測(cè)器、第二數(shù)據(jù)顯示操作屏及第二信號(hào)處理模塊，接收透鏡和光電探測(cè)器依光路順序布置，所述發(fā)射機(jī)發(fā)射的光束全部落入接收透鏡內(nèi)，光電探測(cè)器與第二信號(hào)處理模塊相連，第二信號(hào)處理模塊又與第二數(shù)據(jù)顯示操作屏相連。
[0017]具體的，所述接收透鏡的口徑至少達(dá)到準(zhǔn)直光直徑的兩倍。
[0018]進(jìn)一步的，所述光源模塊包括LED光源及準(zhǔn)直透組，所述LED光源與準(zhǔn)直透鏡組依光路順序布置。
[0019]本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的另一技術(shù)方案是:能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)，包括上述能見(jiàn)度定標(biāo)儀及光學(xué)衰減片，發(fā)射機(jī)、光學(xué)衰減片和接收機(jī)按光路順序布置。
[0020]本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的又一技術(shù)方案是:基于能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品機(jī)的標(biāo)校方法，包括以下步驟，
[0021]A.將能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)按光路順序緊密排列布置，使二者貼近并對(duì)準(zhǔn)，啟動(dòng)能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)；
[0022]B.在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)間插入光學(xué)衰減片；
[0023]C.通過(guò)觀察第一數(shù)據(jù)顯示操作屏及第二數(shù)據(jù)顯示操作屏顯示的數(shù)據(jù)，并通過(guò)操作第一數(shù)據(jù)顯示操作屏及第二數(shù)據(jù)顯示操作屏，修正內(nèi)部的計(jì)算參數(shù)，使得能見(jiàn)度定標(biāo)儀的能見(jiàn)度值與光學(xué)衰減片衰減率換算得到的能見(jiàn)度值的偏差量均符合誤差要求，完成能見(jiàn)度定標(biāo)儀的校準(zhǔn)；
[0024]D.取出光學(xué)衰減片；
[0025]E.在同一現(xiàn)場(chǎng)，能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)對(duì)準(zhǔn)其接收機(jī)并保持其間距為第一基線長(zhǎng)，產(chǎn)品機(jī)的發(fā)射機(jī)對(duì)準(zhǔn)其接收機(jī)并保持其間距為第二基線長(zhǎng)，啟動(dòng)產(chǎn)品機(jī)；
[0026]F.比對(duì)能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)的能見(jiàn)度定標(biāo)儀和產(chǎn)品機(jī)同時(shí)測(cè)得的能見(jiàn)度值，修正產(chǎn)品機(jī)的內(nèi)部參數(shù)，使得產(chǎn)品機(jī)的能見(jiàn)度值與能見(jiàn)度定標(biāo)儀的能見(jiàn)度值差異符合誤差要求，完成對(duì)產(chǎn)品機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)校。
[0027]具體的，重復(fù)步驟B至步驟C，且每次進(jìn)行步驟B時(shí)使用具有不同光衰減率的光學(xué)衰減片。
[0028]優(yōu)選的，所述衰減片至少為三片。
[0029]具體的，所述步驟A至步驟C在潔凈的室內(nèi)環(huán)境下進(jìn)行。
[0030]具體的，所述步驟E至步驟F在生產(chǎn)場(chǎng)地或安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。
[0031]進(jìn)一步的，所述步驟C中的符合誤差要求為< 5%。
[0032]進(jìn)一步的，所述步驟F的符合誤差要求為< 7%。
[0033]本發(fā)明的有益效果是:能見(jiàn)度定標(biāo)儀及標(biāo)校系統(tǒng)體積小、重量輕、易于操作，測(cè)量精度高，數(shù)據(jù)標(biāo)定準(zhǔn)確，為能見(jiàn)度產(chǎn)品機(jī)提供可靠且穩(wěn)定的標(biāo)定基準(zhǔn)，使產(chǎn)品機(jī)的性能一致性好，基于能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品機(jī)的標(biāo)校方法受環(huán)境和人為因素影響小，數(shù)據(jù)客觀，能夠提供最符合國(guó)際氣象組織對(duì)能見(jiàn)度定義且能夠提供被第三方檢測(cè)并認(rèn)可的能見(jiàn)度基準(zhǔn)及數(shù)據(jù)，可為散射式或透射式能見(jiàn)度儀進(jìn)行有效標(biāo)校工作。本發(fā)明適用于為能見(jiàn)度儀進(jìn)行定標(biāo)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1是傳統(tǒng)透射式能見(jiàn)度儀的光路示意圖；
[0035]圖2是本發(fā)明能見(jiàn)度定標(biāo)儀的光路示意圖；
[0036]圖3是本發(fā)明能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖4是本發(fā)明實(shí)施例使用時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]其中，L為基線長(zhǎng)，I為發(fā)射機(jī)，11為光源模塊，12為第一數(shù)據(jù)顯示操作屏，13為第一信號(hào)處理模塊，2為接收機(jī)，21為接收透鏡，22為光電探測(cè)器，23為第二數(shù)據(jù)顯示操作屏，24為第二信號(hào)處理模塊，3為光學(xué)衰減片，4為立柱。

【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0040]如圖2所示，本發(fā)明的能見(jiàn)度定標(biāo)儀，包括發(fā)射機(jī)I和接收機(jī)2，所述發(fā)射機(jī)I包括光源模塊11、第一數(shù)據(jù)顯不操作屏12及第一信號(hào)處理模塊13,光源模塊11與第一信號(hào)處理模塊13相連,第一信號(hào)處理模塊13又與第一數(shù)據(jù)顯不操作屏12相連,光源模塊發(fā)射的光束為準(zhǔn)直光，接收機(jī)2包括接收透鏡21、光電探測(cè)器22、第二數(shù)據(jù)顯示操作屏23及第二信號(hào)處理模塊24，接收透鏡21和光電探測(cè)器22依光路順序布置，所述發(fā)射機(jī)I發(fā)射的光束全部落入接收透鏡21內(nèi)，光電探測(cè)器22與第二信號(hào)處理模塊24相連，第二信號(hào)處理模塊24又與第二數(shù)據(jù)顯示操作屏23相連。
[0041]其技術(shù)原理是測(cè)量一定基線L長(zhǎng)度的水平空氣柱的消光系數(shù)，和傳統(tǒng)的透射式能見(jiàn)度儀比較，本發(fā)明的能見(jiàn)度定標(biāo)儀使用的是高水平的無(wú)發(fā)散角的準(zhǔn)直光路。發(fā)射機(jī)發(fā)出的探測(cè)光，除在采樣基線路徑中有氣溶膠粒子導(dǎo)致的自然衰減外，測(cè)量光束被接收機(jī)全部接收。
[0042]準(zhǔn)直光可以用LED白光和準(zhǔn)直透鏡組實(shí)現(xiàn)。由于能見(jiàn)度儀產(chǎn)品機(jī)的使用時(shí)間較長(zhǎng)，隨著路面沉積或其他自然過(guò)程會(huì)使得產(chǎn)品機(jī)的發(fā)射機(jī)發(fā)出的光束產(chǎn)生漂移，若產(chǎn)品機(jī)使用準(zhǔn)直光，其光束發(fā)生漂移后，其接收機(jī)就無(wú)法接收到光線。因此，能見(jiàn)度儀產(chǎn)品機(jī)只能使用大光斑的發(fā)散光。而能見(jiàn)度定標(biāo)儀單次使用時(shí)間較短，且使用準(zhǔn)直光有助于使得其接收機(jī)在近端和遠(yuǎn)端所接收的光通量都一樣，因此本發(fā)明在能見(jiàn)度定標(biāo)儀中使用準(zhǔn)直光。
[0043]發(fā)射機(jī)I發(fā)射的光束全部落入接收透鏡21內(nèi)即表明接收透鏡21的接收面積的有效面積大于發(fā)射機(jī)I發(fā)出的光束通過(guò)一定距離傳輸后在接收透鏡21處形成光斑的面積。優(yōu)選的，所述接收透鏡21的口徑至少達(dá)到準(zhǔn)直光直徑的兩倍，以保證接收透鏡21可以全部捕獲出射光束，通過(guò)接收透鏡的匯聚功能，將光束匯聚到探測(cè)器的感光面上，以電壓的形式輸出，再經(jīng)過(guò)第二信號(hào)處理模塊24對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，依據(jù)公式MOR = In0.05/ σ = L*ln0.05/InT獲得準(zhǔn)確的能見(jiàn)度數(shù)據(jù)，然后通過(guò)第二數(shù)據(jù)顯示操作屏23輸出數(shù)據(jù)。若需要對(duì)參數(shù)等進(jìn)行調(diào)整，也可以通過(guò)第一數(shù)據(jù)顯示操作屏12及第二數(shù)據(jù)顯示操作屏23進(jìn)行操作，相應(yīng)操作通過(guò)第一信號(hào)處理模塊13及第二信號(hào)處理模塊24進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后對(duì)光源模塊11或光電探測(cè)器22等進(jìn)行相應(yīng)改變。
[0044]如圖3所示，本發(fā)明的能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)，包括能見(jiàn)度定標(biāo)儀及光學(xué)衰減片3，發(fā)射機(jī)1、光學(xué)衰減片3和接收機(jī)2按光路順序布置。
[0045]由于能見(jiàn)度定標(biāo)儀使用的是準(zhǔn)直光束，其發(fā)射機(jī)I和接收機(jī)2對(duì)準(zhǔn)貼近后，接收機(jī)2接收的光束和二者相距基線長(zhǎng)L時(shí)測(cè)量的光束是一致的，也是全接收。這樣，發(fā)射機(jī)I和接收機(jī)2對(duì)準(zhǔn)貼近后，在其間插入光學(xué)衰減片就可等效于一定采樣基線長(zhǎng)的空氣消光系數(shù)，這也是采用準(zhǔn)直光為測(cè)量光的最終目的。不同透過(guò)率的光學(xué)衰減片可以代表不同的σ值或MOR值即不同衰減率的衰減片可代表一定測(cè)量基線下的測(cè)量能見(jiàn)度值，可以得到不同的MOR值。
[0046]由于在對(duì)能見(jiàn)度儀產(chǎn)品機(jī)的標(biāo)校，包含生產(chǎn)和使用過(guò)程中標(biāo)校，首先需要有原始基準(zhǔn)，理想的，原始基準(zhǔn)是計(jì)量基準(zhǔn)件，其性能可由權(quán)威部門認(rèn)可，原始基準(zhǔn)等效消光系數(shù)，在原始校準(zhǔn)時(shí)可核定，經(jīng)原始基準(zhǔn)校準(zhǔn)的一級(jí)基準(zhǔn)可在在生產(chǎn)和使用現(xiàn)場(chǎng)中應(yīng)用于能見(jiàn)度儀產(chǎn)品機(jī)的標(biāo)校。本發(fā)明中就使用能夠定量且性能可由權(quán)威部門認(rèn)可的光學(xué)衰減片作為原始基準(zhǔn)有效提高本發(fā)明的精確度、準(zhǔn)確性及被第三方認(rèn)可性。而一級(jí)基準(zhǔn)是專用于能見(jiàn)度儀標(biāo)校的特殊的、基于透射原理的能見(jiàn)度儀，即本發(fā)明的能見(jiàn)度定標(biāo)儀。由被光學(xué)衰減片標(biāo)校好的能見(jiàn)度定標(biāo)儀對(duì)能見(jiàn)度儀產(chǎn)品機(jī)進(jìn)行能夠保證標(biāo)校的精度與準(zhǔn)確度。
[0047]本系統(tǒng)有兩種工作狀態(tài):
[0048]狀態(tài)1:接收機(jī)和發(fā)射機(jī)貼近并對(duì)準(zhǔn)，兩機(jī)間插入光學(xué)衰減片可校準(zhǔn)定標(biāo)儀，實(shí)現(xiàn)了原始基準(zhǔn)向一級(jí)基準(zhǔn)的準(zhǔn)確傳遞。
[0049]狀態(tài)2:接收機(jī)和發(fā)射機(jī)拉遠(yuǎn)至基線長(zhǎng)L距離且對(duì)準(zhǔn)，測(cè)量準(zhǔn)確的能見(jiàn)度數(shù)據(jù)，提供為能見(jiàn)度儀產(chǎn)品機(jī)進(jìn)行標(biāo)校的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了一級(jí)基準(zhǔn)向能見(jiàn)度產(chǎn)品機(jī)的準(zhǔn)確傳遞。
[0050]此外，發(fā)射機(jī)I和接收機(jī)2下部可以設(shè)置立柱，以使得操作人員正常站立時(shí)可以對(duì)發(fā)射機(jī)I和接收機(jī)2進(jìn)行操作或觀察，提高使用便利性。而發(fā)射機(jī)I和接收機(jī)2需要對(duì)準(zhǔn)放置，操作人員可以手動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，依靠操作人員經(jīng)驗(yàn)及目測(cè)進(jìn)行調(diào)整，然而此方法精度低且誤差大，可以使用對(duì)準(zhǔn)裝置進(jìn)行儀器及光束進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)設(shè)置。
[0051]本發(fā)明的基于能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品機(jī)的標(biāo)校方法，包括以下步驟，
[0052]A.將能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)I和接收機(jī)2按光路順序緊密排列布置，使二者貼近并對(duì)準(zhǔn)，啟動(dòng)能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)；
[0053]所述緊密排列布置并不是完全貼合，由于一般機(jī)械儀器設(shè)計(jì)中對(duì)發(fā)射機(jī)I和接收機(jī)2設(shè)計(jì)有窗口，所述窗口貼合時(shí)，光源模組11與接收透鏡21并不會(huì)完全貼合，而是中間存在窄小縫隙空間，以便于將光學(xué)衰減片插入其中。
[0054]而能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)可以在此時(shí)啟動(dòng)，以觀察光束是否全部落入接收機(jī)2中，也可以在下一步驟中啟動(dòng)。
[0055]B.在發(fā)射機(jī)I和接收機(jī)2間插入光學(xué)衰減片3 ；
[0056]C.通過(guò)觀察第一數(shù)據(jù)顯示操作屏及第二數(shù)據(jù)顯示操作屏顯示的數(shù)據(jù)，并通過(guò)操作第一數(shù)據(jù)顯示操作屏及第二數(shù)據(jù)顯示操作屏，修正內(nèi)部的計(jì)算參數(shù)，使得能見(jiàn)度定標(biāo)儀的能見(jiàn)度值與光學(xué)衰減片3衰減率換算得到的能見(jiàn)度值的偏差量均符合誤差要求，完成能見(jiàn)度定標(biāo)儀的校準(zhǔn)；
[0057]D.取出光學(xué)衰減片3 ；
[0058]E.在同一現(xiàn)場(chǎng)，能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)I對(duì)準(zhǔn)其接收機(jī)2并保持其間距為第一基線長(zhǎng)，產(chǎn)品機(jī)的發(fā)射機(jī)對(duì)準(zhǔn)其接收機(jī)并保持其間距為第二基線長(zhǎng)，啟動(dòng)產(chǎn)品機(jī)；
[0059]此處的同一現(xiàn)場(chǎng)為生產(chǎn)場(chǎng)地或安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，優(yōu)選是在較高能見(jiàn)度的環(huán)境下進(jìn)行。
[0060]由公式MOR= In0.05/σ = L*ln0.05/lnT可知，能見(jiàn)度MOR與測(cè)量基線長(zhǎng)度成正t匕，因此第一基線長(zhǎng)可以與第二基線長(zhǎng)相等，也可以不等，此處可以設(shè)立二者相等，都為基線長(zhǎng)L。為了保證二者間距為基線長(zhǎng)L，可以事先將立柱固定好，保證發(fā)射機(jī)立柱與接收機(jī)立柱的間距為基線長(zhǎng)L，而后直接將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分別固定在立柱上。
[0061]F.比對(duì)能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)的能見(jiàn)度定標(biāo)儀和產(chǎn)品機(jī)同時(shí)測(cè)得的能見(jiàn)度值，修正產(chǎn)品機(jī)的內(nèi)部參數(shù)，使得產(chǎn)品機(jī)的能見(jiàn)度值與能見(jiàn)度定標(biāo)儀的能見(jiàn)度值差異符合誤差要求，完成對(duì)產(chǎn)品機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)校。
[0062]此工作需要定期進(jìn)行，以保證產(chǎn)品機(jī)的測(cè)量準(zhǔn)確性。
[0063]為了提高校準(zhǔn)精度，在本發(fā)明中可以重復(fù)步驟B至步驟C，且每次進(jìn)行步驟B時(shí)使用具有不同光衰減率的光學(xué)衰減片3。
[0064]同理，所述步驟A至步驟C在潔凈的室內(nèi)環(huán)境下進(jìn)行。
[0065]為了便于增強(qiáng)本方法的實(shí)用性與可操作性，所述步驟E至步驟F在生產(chǎn)場(chǎng)地或安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。
[0066]實(shí)施例
[0067]本例中，基于能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品機(jī)的標(biāo)校方法的操作步驟如下:
[0068]I)校準(zhǔn)定標(biāo)儀，即原始基準(zhǔn)向一級(jí)基準(zhǔn)傳遞:
[0069]在潔凈室內(nèi)，各項(xiàng)儀器的具體指標(biāo)為:定標(biāo)儀的發(fā)射機(jī)的準(zhǔn)直光束為直徑30毫米，光通量為BI = 12流明，接收透鏡口徑為80毫米，以保證能夠全部接收準(zhǔn)直光。光學(xué)衰減片3片，分別對(duì)應(yīng)高中低三種能見(jiàn)度，其作為原始基準(zhǔn)，是計(jì)量基準(zhǔn)件，其性能由權(quán)威部門認(rèn)可，原始基準(zhǔn)等效消光系數(shù)或能見(jiàn)度數(shù)據(jù)。依據(jù)能見(jiàn)度計(jì)算公式MOR= In0.05/σ =L*ln0.05/lnT，可以得到表I的數(shù)據(jù)。
[0070]表I光學(xué)衰減片參數(shù)與能見(jiàn)度值對(duì)比表
[0071]
參數(shù)測(cè)量基線衰減片透過(guò)率能見(jiàn)度校準(zhǔn)允許偏差
衰L (米)TMOR (米)
衰減片 I3099.1%100005%
衰減片 23098.2%50005%
衰減片 33063.8%2005%
[0072]此外，可以適當(dāng)多用一些光學(xué)衰減片，有助于提高標(biāo)校數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率，特別是如果能見(jiàn)度儀自身水平不高，有可能高能見(jiàn)度時(shí)定標(biāo)后較準(zhǔn)確，但低能見(jiàn)度卻不太符合。因此有必要通過(guò)多片相當(dāng)于不同能見(jiàn)度值的光學(xué)衰減片，如定標(biāo)時(shí)給出高\(yùn)中\(zhòng)低三個(gè)準(zhǔn)確的能見(jiàn)度值，以保證標(biāo)校時(shí)候可以兼顧高中低能見(jiàn)度的數(shù)據(jù)，使得定標(biāo)后的高中低三個(gè)范圍內(nèi)的能見(jiàn)度值，即使每一段都不是很理想，但可都在誤差允許的范圍內(nèi)，以提高本發(fā)明的適用范圍。
[0073]11)將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)貼近對(duì)準(zhǔn)并固定，開(kāi)機(jī)并預(yù)熱30分鐘，等待各項(xiàng)數(shù)值穩(wěn)定后進(jìn)行后續(xù)操作；
[0074]12)在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)間插入衰減片1，理想狀態(tài)下，可在第二數(shù)據(jù)顯示操作屏上讀得10000米，而實(shí)際上有可能存在偏差，且偏差超過(guò)了校準(zhǔn)允許偏差，因此需要通過(guò)操作第一數(shù)據(jù)顯示操作屏及第二數(shù)據(jù)顯示操作屏，以修正能見(jiàn)度定標(biāo)儀內(nèi)部的計(jì)算參數(shù)，使其符合母機(jī)的測(cè)量值；
[0075]13)取出衰減片1，插入衰減片2，理想狀態(tài)下，可在第二數(shù)據(jù)顯示操作屏上讀得5000米,而實(shí)際上有可能存在偏差,且偏差超過(guò)了校準(zhǔn)允許偏差，因此需要通過(guò)操作第一數(shù)據(jù)顯示操作屏及第二數(shù)據(jù)顯示操作屏，以修正能見(jiàn)度定標(biāo)儀內(nèi)部的計(jì)算參數(shù)，使其符合母機(jī)的測(cè)量值；
[0076]14)取出衰減片2，插入衰減片3，理想狀態(tài)下，可在第二數(shù)據(jù)顯示操作屏上讀得200米,而實(shí)際上有可能存在偏差,且偏差超過(guò)了校準(zhǔn)允許偏差，因此需要通過(guò)操作第一數(shù)據(jù)顯示操作屏及第二數(shù)據(jù)顯示操作屏，以修正能見(jiàn)度定標(biāo)儀內(nèi)部的計(jì)算參數(shù)，使其符合母機(jī)的測(cè)量值；
[0077]15)取出衰減片3，通過(guò)以上三步驟，完成了對(duì)定標(biāo)儀機(jī)的校準(zhǔn)，并兼顧了高中低能見(jiàn)度值，使能見(jiàn)度定標(biāo)儀均能滿足高中低三種能見(jiàn)度范圍的要求。
[0078]2)對(duì)能見(jiàn)度儀產(chǎn)品機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)校，實(shí)現(xiàn)一級(jí)基準(zhǔn)向能見(jiàn)度儀產(chǎn)品機(jī)的傳遞:
[0079]在生產(chǎn)場(chǎng)地或安裝現(xiàn)場(chǎng)，且較高能見(jiàn)度的環(huán)境下進(jìn)行本步驟，其儀器還包括待標(biāo)校的能見(jiàn)度產(chǎn)品機(jī)一套、兩間距為基線長(zhǎng)L的立柱。
[0080]21)將能見(jiàn)度定標(biāo)儀的發(fā)射機(jī)I和其接收機(jī)2分別固定在兩個(gè)立柱上，通過(guò)手動(dòng)或利用對(duì)準(zhǔn)裝置將對(duì)準(zhǔn)發(fā)射機(jī)I和接收機(jī)2 ；
[0081]22)將能見(jiàn)度儀產(chǎn)品機(jī)以工作狀態(tài)安裝在同一工作現(xiàn)場(chǎng)，開(kāi)機(jī)后預(yù)熱30分鐘，以保證其各項(xiàng)參數(shù)穩(wěn)定；
[0082]23)利用能見(jiàn)度定標(biāo)儀及能見(jiàn)度儀產(chǎn)品機(jī)同時(shí)測(cè)量能見(jiàn)度值，比對(duì)二者測(cè)得的能見(jiàn)度值，若有差異，則修正產(chǎn)品機(jī)的內(nèi)部參數(shù)，以使得產(chǎn)品機(jī)測(cè)得的能見(jiàn)度值與定標(biāo)儀的能見(jiàn)度值差異符合誤差要求，完成對(duì)產(chǎn)品機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)校。
[0083]可以修正產(chǎn)品機(jī)的多項(xiàng)內(nèi)部參數(shù)，如修正產(chǎn)品機(jī)發(fā)射機(jī)的出光光通量及接收機(jī)的入光光通量。隨著使用次數(shù)的增加及使用時(shí)間的增長(zhǎng)，發(fā)射機(jī)的LED白光光源發(fā)射的光束入射到準(zhǔn)直透鏡組，必然會(huì)對(duì)其上所鍍的膜系帶來(lái)影響，如使得膜系厚度發(fā)生變化，而此必然會(huì)導(dǎo)致出光光通量的變化，而此也會(huì)引起接收透鏡的入光光通量的變化。同理，接收透鏡上所鍍的膜系發(fā)生變化必然會(huì)導(dǎo)致入光光通量的變化。因此需要對(duì)產(chǎn)品機(jī)內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行修正以維持其性能穩(wěn)定。
[0084]具體操作中，若利用能見(jiàn)度定標(biāo)儀及標(biāo)校前的能見(jiàn)度儀產(chǎn)品機(jī)同時(shí)測(cè)量能見(jiàn)度值如表2所示。
[0085]表2能見(jiàn)度定標(biāo)儀及標(biāo)校前的能見(jiàn)度儀產(chǎn)品機(jī)測(cè)得能見(jiàn)度值對(duì)比表
[0086]

【權(quán)利要求】
1.能見(jiàn)度定標(biāo)儀，包括發(fā)射機(jī)(I)和接收機(jī)(2)，其特征在于，所述發(fā)射機(jī)(I)包括光源模塊(11)、第一數(shù)據(jù)顯示操作屏(12)及第一信號(hào)處理模塊(13)，光源模塊(11)與第一信號(hào)處理模塊(13)相連,第一信號(hào)處理模塊(13)又與第一數(shù)據(jù)顯不操作屏(12)相連,光源模塊(11)發(fā)射的光束為準(zhǔn)直光，接收機(jī)(2)包括接收透鏡(21)、光電探測(cè)器(22)、第二數(shù)據(jù)顯示操作屏(23)及第二信號(hào)處理模塊(24)，接收透鏡(21)和光電探測(cè)器(22)依光路順序布置，所述發(fā)射機(jī)(I)發(fā)射的光束全部落入接收透鏡(21)內(nèi)，光電探測(cè)器(22)與第二信號(hào)處理模塊(24)相連，第二信號(hào)處理模塊(24)又與第二數(shù)據(jù)顯示操作屏(23)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的能見(jiàn)度定標(biāo)儀，其特征在于，所述接收透鏡(21)的口徑至少達(dá)到準(zhǔn)直光直徑的兩倍。
3.如權(quán)利要求1所述的能見(jiàn)度定標(biāo)儀，其特征在于，所述光源模塊(11)包括LED光源及準(zhǔn)直透組，所述LED光源與準(zhǔn)直透鏡組依光路順序布置。
4.能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的能見(jiàn)度定標(biāo)儀及光學(xué)衰減片(3)，發(fā)射機(jī)(I)、光學(xué)衰減片(3)和接收機(jī)(2)按光路順序布置。
5.基于權(quán)利要求4所述的能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品機(jī)的標(biāo)校方法，其特征在于，包括以下步驟， A.將能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)⑴和接收機(jī)(2)按光路順序緊密排列布置，使二者貼近并對(duì)準(zhǔn)，啟動(dòng)能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)； B.在發(fā)射機(jī)(I)和接收機(jī)(2)間插入光學(xué)衰減片(3)； C.通過(guò)觀察第一數(shù)據(jù)顯示操作屏及第二數(shù)據(jù)顯示操作屏顯示的數(shù)據(jù)，并通過(guò)操作第一數(shù)據(jù)顯示操作屏及第二數(shù)據(jù)顯示操作屏，修正內(nèi)部的計(jì)算參數(shù)，使得能見(jiàn)度定標(biāo)儀的能見(jiàn)度值與光學(xué)衰減片(3)衰減率換算得到的能見(jiàn)度值的偏差量均符合誤差要求，完成能見(jiàn)度定標(biāo)儀的校準(zhǔn)； D.取出光學(xué)衰減片(3); E.在同一現(xiàn)場(chǎng)，能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)(I)對(duì)準(zhǔn)其接收機(jī)(2)并保持其間距為第一基線長(zhǎng)，產(chǎn)品機(jī)的發(fā)射機(jī)對(duì)準(zhǔn)其接收機(jī)并保持其間距為第二基線長(zhǎng)，啟動(dòng)產(chǎn)品機(jī)； F.比對(duì)能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)的能見(jiàn)度定標(biāo)儀和產(chǎn)品機(jī)同時(shí)測(cè)得的能見(jiàn)度值，修正產(chǎn)品機(jī)的內(nèi)部參數(shù)，使得產(chǎn)品機(jī)的能見(jiàn)度值與能見(jiàn)度定標(biāo)儀的能見(jiàn)度值差異符合誤差要求，完成對(duì)產(chǎn)品機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)校。
6.如權(quán)利要求5所述的基于能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品機(jī)的標(biāo)校方法，其特征在于，重復(fù)步驟B至步驟C，且每次進(jìn)行步驟B時(shí)使用具有不同光衰減率的光學(xué)衰減片(3)。
7.如權(quán)利要求6所述的基于能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品機(jī)的標(biāo)校方法，其特征在于，所述衰減片至少為三片。
8.如權(quán)利要求5所述的基于能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品機(jī)的標(biāo)校方法，其特征在于，所述步驟A至步驟C在潔凈的室內(nèi)環(huán)境下進(jìn)行。
9.如權(quán)利要求5所述的基于能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品機(jī)的標(biāo)校方法，其特征在于，所述步驟E至步驟F在生產(chǎn)場(chǎng)地或安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。
10.如權(quán)利要求5所述的基于能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品機(jī)的標(biāo)校方法，其特征在于，所述步驟C中的符合誤差要求為< 5 %。
11.如權(quán)利要求5所述的基于能見(jiàn)度標(biāo)校系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品機(jī)的標(biāo)校方法，其特征在于，所述步驟F的符合誤差要求為< 7%。
【文檔編號(hào)】G01N21/59GK104198443SQ201410443016
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】甘志, 劉慶, 蔡琴 申請(qǐng)人:四川鼎林信息技術(shù)有限公司