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一、產(chǎn)品概述
激光云高儀利用大氣中氣溶膠粒子對激光的米散射效應(yīng)，探測15km以下低空大氣中的塵埃、云霧等氣溶膠粒子，為米散射激光雷達(dá)。與其它散射機(jī)制相比，米散射具有較大的散射面積，回波信號(hào)較大；大氣氣溶膠粒子大多處在較低的高度上，使之易于探測。其主要應(yīng)用于機(jī)場、艦船、移動(dòng)測量車及氣象臺(tái)站等對云底高、積分云量的測量。
二、工作原理
激光云高儀根據(jù)激光測距原理，發(fā)射器發(fā)射周期性的激光脈沖到大氣中，接收器接收云層和大氣的后向散射信號(hào)，處理器對接收信號(hào)進(jìn)行處理，經(jīng)反演運(yùn)算，得到各高度大氣的消光系數(shù)，從而判斷云層并計(jì)算云底高度值。
三、設(shè)備組成
激光云高儀是以光電技術(shù)為核心的探測大氣的智能感知設(shè)備，由探測組件、光電轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)采集和處理、邏輯控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、終端軟件、外殼組件等組成。原理組成見圖2。
探測組件：由框架、發(fā)射分組件和接收分組件組成?？蚣芴峁┲?；發(fā)射分組件實(shí)現(xiàn)激光的發(fā)射；接收分組件接收回波信號(hào)并經(jīng)光電轉(zhuǎn)換將回波信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；
數(shù)據(jù)采集和處理：由電路處理板在嵌入軟件控制下采集回波信號(hào)、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、反演得到云高等信息；
邏輯控制：由電路處理板結(jié)合嵌入軟件完成時(shí)序邏輯控制，控制激光器、數(shù)據(jù)采集、信息傳輸?shù)劝凑諘r(shí)序要求周期性工作；
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：由電路處理板結(jié)合嵌入軟件周期性按照預(yù)定方式儲(chǔ)存歷史數(shù)據(jù)；
外殼組件：為設(shè)備其他組件提供支撐和保護(hù)；
吹窗組件：由風(fēng)扇和PTC加熱器件組成，完成防止窗口玻璃結(jié)露。上電即工作，持續(xù)吹熱風(fēng)；
終端軟件：安裝在外部終端計(jì)算機(jī)中，通過RS485/RJ45接口與電路處理板實(shí)時(shí)通訊，主要完成命令和狀態(tài)檢測、數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢、界面顯示等。
激光云高儀原理組成框圖如下：
四、技術(shù)指標(biāo)
4.1主要功能
設(shè)備主要功能如下：
a）能夠測量顯示云底高度、云層厚度、大氣邊界層高度、天空模糊時(shí)輸出垂直能見度；
b）多層云測量功能：可測5層云，并測得每層云的云底高度、云厚及積分云量；
c）自檢功能：設(shè)備可自動(dòng)檢測其內(nèi)部主要部件的運(yùn)行狀態(tài)或運(yùn)行參數(shù)；
d）參數(shù)設(shè)置和掉電保護(hù)功能：能夠通過外部終端軟件進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，同時(shí)掉電后所設(shè)置的參數(shù)仍然能夠保存；
e）數(shù)據(jù)格式：符合《地面觀測氣象數(shù)據(jù)字典》中云高儀部分?jǐn)?shù)據(jù)格式；
f）設(shè)備具備自清潔、自加熱等自動(dòng)控制功能；
g）具有存儲(chǔ)3個(gè)月歷史數(shù)據(jù)功能。
4.2性能指標(biāo)
a）云高測量范圍：15～15000m；
b）云高最小分辨力：5m；
c）可探測云層數(shù)：≥5層；
d）固定目標(biāo)物距離測量誤差：≤5m。
4.3物理特性
a）外形尺寸（長×寬×高）：≤320*330*480mm；
b）重量：≤20kg。
4.4電氣性能
a）供電：AC220V（1±15%）、50Hz±2.5Hz；
b）功耗：≤100W。
4.5數(shù)據(jù)傳輸
a）接口類型:RJ45和RS485可選；
b）波特率:9600bps、19200bps、38400bps、57600bps、115200bps可設(shè)；
c）數(shù)據(jù)更新周期:20s～120s連續(xù)可設(shè)。
4.6環(huán)境適應(yīng)性
a）IP65防護(hù)等級(jí)
b）工作溫濕度
1）環(huán)境溫度：-45C～50C；
2）相對濕度：5%～100%。
c）貯存溫濕度
1）環(huán)境溫度：-55～60C；
2）相對濕度：5%～100%。
五、安裝注意事項(xiàng)
a）設(shè)備安裝應(yīng)選擇開闊場地，周邊無明顯遮擋物；
b）為避免陽光直射造成窗口光學(xué)系統(tǒng)污染，應(yīng)按照如下原則安裝設(shè)備：設(shè)備安裝在北半球，窗口指北，設(shè)備安裝在南半球，窗口指南；
c）按照設(shè)備尺寸制作合適的地基，建議尺寸不小于800*800mm。
參考資料
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