科普：能見度觀測與傳感器
發(fā)布時間：2020-05-29
能見度是保證航道通航安全的一個重要指標，相對航空和高速公路而言，航道部門對空氣能見度的觀測需求更為強烈。比起城市、高速公路，江面上水汽條件更充足，霧更易生成（尤其是山區(qū)航道更易受大霧影響，），尤其是在智慧航道建設背景下更需要隨時測報能見度情況。
能見度觀測方法
能見度觀測分為人工目測觀測和自動設備觀測。人工觀測是觀測員在一天中的幾個特定時刻，利用目測不同距離目標物的清晰程度來判別能見度值。自動設備觀測是利用光學設備對大氣的特定光學特性進行測量，并計算得出能見度值。
能見度儀研究之前，測量能見度的方法主要是人工目測法，人工觀測存在觀測次數(shù)少、主觀性強、只能估測等問題。因此，國內外許多科學家一直致力于能見度器儀的研究。從第一臺能見度測量儀的產(chǎn)生一直到今天，能見度儀的發(fā)展經(jīng)歷了半個多世紀的演變，人們研發(fā)出了各式各樣的能見度儀，能夠滿足不同場合下能見度的觀測。根據(jù)能見度儀設計原理的不同，
能見度傳感器
散射式能見度儀的測量原理是光在大氣中傳播過程中，通過測量經(jīng)過采樣面積的散射光強，計算散射光強與入射光強的比值，反演出大氣消光系數(shù)，根據(jù)大氣消光系數(shù)計算能見度。散射式能見度儀自從被研制出來后，由于其測量原理簡單、體積小、安裝方便等優(yōu)點被廣泛使用。
散射式能見度儀根據(jù)測量方向的不同分為前向散射和后向散射，后向散射與前向散射相比，后向散射具有采樣體積大、測量范圍更廣等特點，但缺點也尤為明顯，后向散射光的傳播方向不穩(wěn)定，使其測量精度比前向散射差很多，所以使用最多的還是以前向散射測量原理進行設計的能見度儀。
目前，前向散射式能見度測量儀由于其安裝方便、測量精度高等優(yōu)勢被廣泛應用。前向散射式能見度測量儀由光發(fā)射器、光接收器及微處理控制器等主要部件組成。發(fā)射器發(fā)射紅外脈沖光，接收器同時檢測大氣中氣溶膠粒子前向散射的脈沖光強度，所有測量信息由微處理控制器搜集并通過專門的數(shù)學模型算法轉化為氣象光學視程（MOR）。能見度儀需要一個12DC的電源和一個三線RS－232/RS-485通訊線纜。儀器將氣象能見度數(shù)值和狀態(tài)信息通過通訊接口發(fā)送到監(jiān)控中心的上位機。能見度儀提供多組內置命令用于配置系統(tǒng)參數(shù)和控制系統(tǒng)多種功能。在組裝和維護過程中，需要一個顯示終端來檢查系統(tǒng)參數(shù)，并可能用來更改參數(shù)值。
