高精度散射式能见度仪的研制

论文摘要

大气能见度是反映大气透明度的一个重要指标,在气象预测、交通安全等领域发挥着重要的作用,也与航空、航海和高速运输有着紧密的联系,因此研制出一种高精度能见度仪具有较高的实用价值。本文设计了一种高精度散射式能见度测量仪,以英国Biral公司的VPF-730型能见度测量仪作为对比标准,对实验数据进行分析。首先对能见度测量原理进行分析,重点介绍了大气散射原理和能见度测量理论,介绍了系统软硬件设计的具体实施方案。系统硬件部分由红外发射模块、红外接收模块、传感器处理模块、主控模块、电源模块和通信模块等组成。红外发射模块发射调制后的红外脉冲信号,红外脉冲信号在空气中传播产生微弱散射信号,通过滤光片后由凸透镜聚焦到PIN光电二极管,红外接收模块将接收到的光信号转换成电压信号并传输到传感器处理模块,传感器处理模块对接收到的信号进行放大滤波后通过A/D转换电路传输到主控模块,通信模块将处理后的数据进行无线传输到上位机显示。最后,对引起能见度测量误差的因素进行分析,并对误差进行补偿,完成系统测试,对测量数据进行分析表明本系统设计的能见度测量仪的性能达到了设计要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景及其意义
•   1.2 国内外研究现状
•   1.3 本文研究内容
• 第二章 能见度仪测量原理及总体方案设计
•   2.1 能见度测量理论
•   2.2 能见度测量方法
•   2.3 总体方案设计
•   2.4 本章小结
• 第三章 高精度能见度仪硬件设计
•   3.1 系统硬件总体方案
•   3.2 红外发射模块设计
•   3.3 红外接收模块设计
•   3.4 传感器处理模块设计
•   3.5 主控模块设计
•   3.6 电源模块设计
•   3.7 通信模块设计
•   3.8 电路板设计
•   3.9 本章小结
• 第四章 高精度能见度仪软件设计
•   4.1 开发环境
•   4.2 总体软件结构设计
•   4.3 A/D转换程序设计
•   4.4 数据传输程序设计
•   4.5 上位机软件设计
•   4.6 本章小结
• 第五章 能见度测量与误差补偿
•   5.1 能见度影响因素
•   5.2 环境影响误差补偿
•   5.3 黑碳消光误差补偿
•   5.4 本章小结
• 第六章 系统测试与误差分析
•   6.1 安装测试
•   6.2 系统误差和处理方法
•   6.3 系统测量结果分析
•   6.4 本章小结
• 第七章 总结与展望
•   7.1 总结
•   7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 郑经烽

导师: 唐慧强,咸爱国

关键词: 大气能见度,前向散射,影响因素,误差补偿,高精度

来源: 南京信息工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 气象学,仪器仪表工业

单位: 南京信息工程大学

分类号: TH765.83

DOI: 10.27248/d.cnki.gnjqc.2019.000367

总页数: 65

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