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会议日程
第2日——8月16日（周一）,上午，地点：北礼堂
时间主持人报告题目报告人单位
08:00
李洪钟年会开幕式
08:15 中国水泥工业的生态化徐德龙西安建筑科技大学
08:40 Formation of Fe and Pt nanorods on nanoporous anodic
aluminum oxides by controlled nucleation sites
姚永德辅仁大学
09:05 Carbonaceous aerosol - Past, now and future 李顺诚香港理工大学09:30 纳米颗粒的工程及应用陈建峰北京化工大学09:55 会间休息
10:15
陈运法Multivariate SPC of emulsion and nanoparticle slurry
processes based on process tomography, dynamic light
scattering and acoustic spectroscopic data
王学重英国Leeds大学
10:40 粉体材料的可控制备及其工业应用骆广生清华大学
11:05 功能纳米颗粒及其在复合材料中的应用张忠国家纳米科学中心11:30 Powder technology in consumer product industry 沈睿宝洁(中国)研发中心11:55 午餐
★青年☆学生分会邀请报告（20分钟）
★青年☆学生分会邀请报告（20分钟）。
第38卷 第3期 激光与红外Vol.38,No.3 2008年3月 LASER & I N FRARE D March,2008 文章编号:100125078(2008)0320204204・激光技术与应用・激光后向散射式能见度测试精度及误差分析陈 冬,王江安,康 圣(海军工程大学电子工程学院,湖北武汉430033)摘 要:采用自行研制的后向散射式能见度测量仪进行能见度测试,基于长期的实验数据对多种大气条件下的测量误差进行分析。
通过对散射理论的研究和对测量仪进行实验分析,提出了后向式能见度测量仪原理和结构上产生误差的原因。
关键词:后向散射;能见度测试;误差分析中图分类号:T N929.1 文献标识码:AAnalysis of Backward Scatteri n g L i dar for Visi bilityM easurement ErrorsCHE N Dong,WANG J iang2an,K ANG Sheng(Electr onics Eng.College,Naval Univ.of Engineering,W uhan430033,China)Abstract:This paper is based on l ong2ter m experi m ental data by back ward scattering lidar f or visibility.By analyzingof experi m ental data which test in vari ous weather conditi ons,measure ment err ors were researched on.Finally s omereas ons f or measurement err ors are br ought for ward by analyzing back ward scattering theory and structure of the equi p2ment.Key words:back ward scattering;visibility measure ment;err ors analysis1 引 言目前,激光技术已经在能见度测量方面得到了广泛的应用。
激光雷达探测整层大气昼夜气溶胶光学厚度
汪惜今;徐青山;范传宇;程晨;戚鹏;徐赤东
【期刊名称】《大气与环境光学学报》
【年(卷),期】2023(18)1
【摘要】为丰富整层大气气溶胶光学厚度测量手段,提出了一种综合微脉冲激光雷达与地面能见度测量数据的探测方法。
该方法首先利用激光雷达数据反演得到气溶胶垂直消光系数廓线,据此计算出气溶胶标高;再利用能见度和消光系数的关系得到近地面水平方向的消光系数;最后,将近地面消光系数和标高结合,从而得到整层大气气溶胶光学厚度。
将该方法应用于合肥地区,成功得到该地区整层大气气溶胶光学厚度的昼夜变化趋势,验证了该方法的可适应性。
【总页数】11页(P14-24)
【作者】汪惜今;徐青山;范传宇;程晨;戚鹏;徐赤东
【作者单位】中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所基础科学研究中心;中国科学技术大学;中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所;皖西学院电气与光电工程学院;安徽建筑大学电子信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】P407
【相关文献】
1.利用卫星可见通道反演整层大气气溶胶光学厚度
2.基于转动拉曼-米激光雷达拟合大气边界层内气溶胶光学厚度与PM_(2.5)
3.新疆戈壁地区整层大气气溶胶光学
厚度反演与分析4.消光测量反演北京地区整层大气气溶胶光学厚度与可降水量5.激光雷达测量大气气溶胶光学厚度方法研究
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第１期㊀气象水文海洋仪器㊀㊀N o ．１２０１９年３月㊀M e t e o r o l o g i c a l ,H y d r o l o gi c a l a n d M a r i n e I n s t r u m e n t s ㊀㊀M a r ．２０１９收稿日期:２０１８Ｇ０６Ｇ０４．基金项目:吉林省气象局青年科技基金 前向散射式能见度仪的检测设备研制 (２０１６００７)．作者简介:麻锴(１９８４),男,硕士,工程师．主要从事气象仪器仪表检定㊁校准的研究工作．前向散射式能见度仪的现场测试校准设备研制麻㊀锴,孙文博,孔诗媛(吉林省气象探测保障中心,长春１３００６１)摘㊀要:文章针对前向散射式能见度仪的现场测试校准所存在的问题提出改进方案,根据能见度仪的工作原理和现场测试校准的原理进行了能见度仪现场校准的设备研制,介绍了高能见度(零散射信号)和低能见度(高散射信号)情况下的硬件设计,并通过实验数据证明设备研制后的改进方法不受外界环境的扰动,操作流程鲁棒性强,实验数据可以快速稳定,是一种具有实际应用价值的前向散射式能见度仪现场校准测试方法.关键词:前向散射式能见度仪;消光系数;能见度仪现场校准中图分类号:P ４１５．３＋３㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:１００６Ｇ００９X (２０１９)０１Ｇ００３９Ｇ０３D e s i gn f o r o n Ｇs i t e t e s t a n d c a l i b r a t i o n i n s t r u m e n t o f f o r w a r d s c a t t e r v i s i b i l i t y me t e r M aK a i ,S u n W e n b o ,K o n g S h i yu a n (J i l i nM e t e o r o l o g i c a lO b s e r v a t i o nS u p p o r tC e n t e r ,C h a n gc h u n １３００６１)A b s t r a c t :A i m i n g a t t h e p r o b l e m s e x i s t i n g i n t h e o n Ｇs i t e t e s t a nd c a l i b r a t i o n o f f o r w a r d s c a t te r v i s i b i l i t y me t e r ,t h i s p a p e r p u t sf o r w a r d a n i m p r o v e m e n t p l a n ．A c c o r d i ng t o th ew o r ki n gp r i n c i p l e o f v i s i b i l i t yi n s t r u m e n t a n d c a l i b r a t i o n p r i n c i pl e o f f i e l dt e s t f o r t h es c e n e ,t h eo n Ｇs i t e t e s t a n dc a l i b r a t i o n i n s t r u m e n t i s r e s e a r c h e da n d d e v e l o p e d ．T h e h a r d w a r e d e s i g n f o r h i g hv i s i b i l i t y (z e r o Ｇs c a t t e r i n g s i g n a l )a n d l o wv i s i b i l i t y (h i g hs c a t t e r i n gs i g n a l )a r e i n t r o d u c e d ．A n d t h r o u g h t h e e x p e r i m e n t a l d a t a ,i t p r o v e d t h a t t h e i m p r o v e m e n tm e t h o d a f t e r d e v i c e d e v e l o p e d i s n o t d i s t u r b e db y e x t e r n a l e n v i r o n m e n t ,a n d t h e e x p e r i m e n t a l p r o c e s s i s r o b u s t ．T h e e x pe r i m e n t a l d a t a c a nb e s t a b l e r a p i d l y ．S o t h i s i s a n o n Ｇs i t e c a l i b r a t i o nm e t h o dw i t h p r a c t i c a l a p pl i c a t i o n v a l u e f o r f o r w a r d s c a t t e r v i s i b i l i t y me t e r ．K e y w o r d s :f o r w a r ds c a t t e rv i s i b i l i t y m e t e r ;e x t i n c t i o nc o e f f i c i e n t ;o n Ｇs i t ec a l i b r a t i o nf o r w a r ds c a t t e r v i s i b i l i t y me t e r ０㊀引言能见度仪在交通㊁航空等领域发挥着关键作用,其数值的准确性意义重大.其中前向散射式能见度仪的使用最为广泛,但其安装后不易搬运,运行后不适合对其进行实验室校准.所以研究能见度仪的现场校准设备是提高能见度仪观测质量的重要途径,有着积极的社会意义.目前已经实际应用的能见度仪现场检测方法是通过校准板和堵光板对能见度仪的高散射信号和零散射信号进行检测[１].这种方法有一定缺陷,导致应用受限.一方面源自能见度仪本身受环境同波段气象水文海洋仪器M a r．２０１９噪声的影响,当日光照射到散射板时,能见度仪接收到的红外光包括这部分环境噪声;另一方面是这种暴露的实验方法因外界环境不稳定,造成实验数据波动,不能快速稳定,所以整个校准实验很难在１h 内完成,影响气象站上传数据.国内关于前向散射式能见度仪校准方法的研究进展包括:王青梅[２]等提出以多个标准板模拟气溶胶团,使用不同标准板放置于已标定好的能见度仪光路中得到的能见度值为标准值,再将标准板置于其他前向散射式能见度仪光路中,实现数据校准;程寅[３]等提出通过漫散射板和不同透过率衰减片的组合,定量模拟出前向散射式能见度仪在全量程上的多个标准测量点,并通过修正公式对仪器系数进行修正,从而实现仪器的标定;王缅[４]等提出使用两块具有相同透射系数的漫透射板校准系统传递系数的方法.上述方法没有提及室外校准时,在复杂天气的影响下校准方法是否还具有可靠性.因此文章提出一种能够规避前向散射式能见度仪的自身缺点,且不受天气因素影响的两点式校准方法,保证校准实验的可靠性,实现对前向散射式能见度仪数据准确性的定性判断.１㊀能见度仪原理前向散射式能见度仪由发射单元㊁接收单元㊁控制单元㊁安装支架组成.发射器以红外L E D作为光源,经透镜调整光路后照射到采样空间,采样空间内的气溶胶粒子对光产生散射,散射角度θ的光束照射到接收端的光电探测器上,由处理器计算转化为能见度值.仪器的光路图如图１所示.图１㊀前向散射式能见度仪器光路原理图２㊀能见度仪现场校准设备研制２．１㊀前向散射式能见度仪现场校准原理能见度仪的校准一般是在高能见度端(零散射信号)和低能见度端(高散射信号)两极限点上抽样进行.中性密度滤光片,又称衰减片,是对入射能量进行衰减的光学元件,中性密度指的是对不同的波长都具有同等的衰减特性.采购透过率０．１％的中性密度衰减片,意味着透过衰减片的出射光能是入射光能的千分之一.将衰减片嵌入前向散射式能见度仪的发射端衰减发射出的红外光,所以只有原来千分之一的红外光照射到采样空间.同时将衰减片嵌入接收端,使摄入接收端的红外光进一步衰减,从而模拟空气中气溶胶离子极少,散射信号极少的情况,其原理如图２所示.又将前向散射式能见度仪的发射端和接收端通过封闭管路物理连接,发射端大量的红外光直接传导至接收端,从而模拟空气中气溶胶离子极多的情况,其原理如图３所示.图２㊀高能见度(零散射信号)的实现方案图３㊀低能见度(高散射信号)的实现方案２．２㊀高能见度(零散射信号)情况下的硬件设计为了实现图２中的设计方案,需将衰减片置于接收端传感器的最近处,如图４所示,从而减少衰减片和传感器之间的空间对光能的衰减.设计了U P V C材质的镜片支架,它可以嵌入到接收端内部,使衰减片最大限度的靠近传感器镜片.图４㊀镜片安装位置示意图２．３㊀低能见度(高散射信号)情况下的硬件设计为了实现图３中的方案,选择U P V C的管材封闭红外光传输路线.如图５所示.制作了封闭管路的支架使其能够固定在能见度仪上,如图６所示;在封闭管路的正中间开燕尾槽,使其能够和支架固定,如图７所示.封闭管路与发射器和接收器两端对接,使红外光能不受外界影响相对稳定的从发射端传导至接收端,从而得到稳定的能见度数据.０４第１期麻锴,等:前向散射式能见度仪的现场测试校准设备研制图５㊀封闭管路图６㊀支架㊀图７㊀开槽３㊀实验与分析实验设备选用天津中环天仪生产的D N Q Ｇ２型前向散射式能见度仪,测量范围是１０m~５０k m .３．１㊀高能见度(零散射信号)实验将０．１％的衰减片分别置入发射端和接收端得到的实验数据如图８所示:３．２㊀低能见度(高散射信号)实验将封闭管路固定在能见度仪上得到数据如图９所示:图８㊀高能见度(零散射信号)实验图９㊀低能见度(高散射信号)实验３．３㊀数据分析D N Q Ｇ２型前向散射式能见度仪的能见度最大输出是５０k m ,在１０~５０k m 范围内的测量准确度是ʃ２０％,说明能见度仪的测量数值x 代表实际能见度在[x －x ˑ０．２,x ＋x ˑ０．２]范围内.高能见度(零散射信号)实验得到的数据是４１~４３k m ,说明实际能见度在３２~５１k m ,能够说明这台设备在散射信号较弱时能够给出符合实际环境的能见度值;D N Q Ｇ２型前向散射式能见度仪的能见度最小输出值是１０m ,在低能见度(高散射信号)实验中,D N Q Ｇ２型能见度仪能够准确感应到大量红外光能,给出１０m 的输出,说明他在低能见度时的工作状态是正常的.４㊀结束语文章提出的前向散射式能见度仪现场校准方法可以快速稳定地模拟高能见度状态(零散射信号)和低能见度状态(高散射信号),而且可以规避前向散射式能见度仪的自身缺点,避免环境中杂散红外线对校准实验的影响,也不受其他天气因素的限制,是一种可靠的两点式校准方法.根据国家规定的能见度仪误差指标,使用该方法进行零散射信号实验时,能见度仪的输出大于１１m 为数据超差;进行高散射信号实验时,输出小于能见度仪测量范围最大值的８０％为数据超差.参考文献:[１]李春亮,曲世来,等．能见度测量技术１００问[M ]．北京:气象出版社,２００９．[２]王青梅,谢邦力,梅品琛,等．前向散射仪测量能见度的原理和标定方法探讨[J ]．气象水文海洋仪器,２００１,１９(０４):１０Ｇ１６．[３]王缅,刘文清,陆亦怀,等．气溶胶前向散射大气能见度测量系统传递系数的标定及校准方法[J ]．光学技术,２００８,３４(０３):３３４Ｇ３３７．[４]王启万．前向散射式能见度仪的发射和接收装置设计[J ]．气象水文海洋仪器,２００５,２２(０２):１Ｇ１６．１４。
后向散射式小型激光雷达能见度仪探测研究庄子波;黄炜;符超;蒋立辉【摘要】In order to satisfy the safety requirement of aircraft taking off and landing under bad weather conditions, a portable lidar visibility meter was designed based on the principle of atmospheric backscatter.Diode pumped solid-state laser with low pulse energy and high pulse repeat frequency and avalanche photo diode detector with low noise and high quantum efficiency were adopted to ensure the precision ofsystem.Specially, the embedded computer was adopted as the core of system controlling and data processing and the timing control of system was realized.The field test results show that the system has high detection accuracy and the overall error is less than 15%.The results show that the system has high detection precision and can satisfy the safety requirements of International Civil Aviation Organization.%为了满足在不良气象条件下，机场飞机安全起降对能见度的观测需求，基于后向散射原理设计了一台小型激光雷达能见度仪。
微脉冲激光雷达的气象应用
杜其成;徐赤东;陈建春
【期刊名称】《大气与环境光学学报》
【年(卷),期】2013(0)6
【摘要】微脉冲激光雷达(MPL)是探测气溶胶、云雾和水平能见度的有效工具,具有性能稳定、结构简单、便于移动、探测数据准确、对人眼安全等特点。
主要介绍微脉冲激光雷达的原理,两种激光雷达数据处理的方法(斜率法和Fernald法),及其在气象领域的应用,主要包括:(1)水平能见度以及大雾监测;(2)精确地探测云高、云厚、云区的消光系数和云的层次等信息;(3)大气气溶胶的垂直分布和演变过程。
【总页数】7页(P401-407)
【关键词】气溶胶;水平能见度;云高;微脉冲激光雷达
【作者】杜其成;徐赤东;陈建春
【作者单位】黄山市气象局;中国科学院合肥物质科学研究院医学物理与技术中心【正文语种】中文
【中图分类】TN958.98
【相关文献】
1.米散射微脉冲激光雷达在大气探测中的应用 [J], 徐赤东;纪玉峰;徐青山
2.简析偏振米散射微脉冲激光雷达的原理与应用 [J], 谷金峰
3.微脉冲激光雷达及其应用研究进展 [J], 贺千山;毛节泰
4.微脉冲激光雷达系统实验观测及应用 [J], 杜立彬;王章军;陈超;曲君乐;吕斌;刘杰;
吴承璇
5.MPL-A1/T型微脉冲激光雷达的研制与应用 [J], 徐赤东;纪玉峰
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基于Si4432的散射式大气低能见度仪设计【摘要】针对能见度检测仪实际应用中功耗、实时性、扩展兼容性和成本等问题，设计了一款基于Si4432散射式大气低能见度仪。
设计中根据测量前向散射光强度为能见度检测原理，以Cortex-M3及RTOS设计的嵌入式控制系统实现数据读取、处理及系统管理，预警数据采用三种输出模式。
场外实验表明样机的功能和性能均达到了设计要求，误差控制在20%内。
【关键词】散射式；能见度；Si4432；RTOS1.引言近年来我国大气环境污染日益严重，能见度作为主要气象环境参数之一，在天气变化、大气污染状况和浑浊程度等方面有着重要的环境监测意义，同时也在高速公路、航海、航空等交通运输以及军事等领域发挥了重要作用。
目前能见度检测仪器主要有以下两个方面特点：一是目前公路交通、海港、机场等场所使用的能见度检测仪器基本上均为国外产品，一台动辄过十万的高昂价格限制了应用规模，往往适用于大区域的天气性能见度测量，难以覆盖到“团雾”多发的局部小范围区域，存在预警检测盲点；二是现有的能见度检测仪器更注重测量精度，功能方面则较为单一，扩展兼容性差，数据传输方式基本还是以有线传输为主，没有有线通讯网络建设的地方就难以方便地架设，造成预警盲点区域较多，需要依赖基础建设方面的投入。
因此，针对现有问题，应用新技术设计一种低成本、低功耗、扩展兼容性好、能够灵活接入到现有智能交通监测网络的低能见度预警检测前端设备。
2.能见度的测量理论根据气象能见度的定义，白天和夜晚能见度的概念有显著的差异。
首先，白天能见度是以晴朗无云的天空为背景，而夜晚的观测背景是较黑的夜空；其次，二者的目标物也有区别，白天为黑色物体，夜晚则为灯光，属于点光源。
所以白天和夜晚能见度测量依据的是不同的理论，分别为Koschmiedir“大气光”亮度传输公式和Allard的大气灯光照度传输公式。
夜间能见度受影响的因素更多，测量过程远比白天能见度复杂，计算误差也更大。
