光源波长变化对能见度测量准确性的影响

发布时间：2022-12-03 19:58

　　能见度在交通、航海、航空以及军事领域有着重要的影响,同时,能见度还在大气监测领域直接表征了大气的清洁程度。大气气溶胶作为影响能见度的重要因子,也与人类的健康有着密切的关系。因此及时准确地测量能见度对人的生产生活有重要影响。探测器光源波长的变化对能见度的测量结果有着很大影响,因此很有必要去研究光源波长变化与能见度测量结果的变化关系。 能见度的计算主要依赖于大气消光系数的测量,在透射式能见度测量方法中,大气消光系数又依赖于光强透过率的测量。本文设计了一套光强透过率测量系统,实验测得了通过气溶胶后400-1100nm波段的光强透过率,通过Mie散射理论分析了气溶胶粒径谱分布对光强透过率曲线状态变化的影响。结合实验测得的数据验证现有Koschmieder经验公式的准确性。同时还分析研究了探测光源波长漂移对能见度测量结果的影响。 结果表明,不同气溶胶浓度下,透过率的曲线分布也不同。气溶胶浓度决定了光谱透过率值的大小,粒径谱分布决定了光谱透过率曲线状态的变化。使用现有的能见度经验公式测量能见度时存在较大的误差。不同波长在相同能见度情况下的修正系数不同。而且同一波长在不同能见度情况下的修... 

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 能见度与大气气溶胶研究背景
    1.2 能见度测量研究现状
    1.3 本文主要工作
    1.4 本章小结
第二章 大气能见度与光学基础理论
    2.1 能见度测量原理
        2.1.1 大气辐射基础理论
        2.1.2 朗伯比尔定律
        2.1.3 能见度公式
    2.2 气溶胶粒径谱分布
        2.2.1 Junge型分布
        2.2.2 Log-Normal型谱分布
        2.2.3 Deirmendjian型谱分布
    2.3 散射规律
        2.3.1 Rayleigh散射
        2.3.2 Mie散射
    2.4 Mie散射截面和散射效率因子
    2.5 本章小结
第三章 实验仪器与实验设计
    3.1 实验仪器选择
        3.1.1 卤钨灯光源
        3.1.2 凸透镜
        3.1.3 光阑
        3.1.4 气溶胶容器
        3.1.5 气溶胶发生器
        3.1.6 光纤光谱仪
        3.1.7 数据采集软件
    3.2 实验光路设计
    3.3 本章小结
第四章 大气能见度光谱特性分析
    4.1 光谱透过率实验
    4.2 光谱透过率分析
    4.3 能见度经验公式准确性
    4.4 波长偏移对能见度测量的影响
    4.5 实验误差分析
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
已发表论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]发光二极管的光电特性测试实验[J]. 李秀梅,吴群勇,肖韶荣.  物理实验. 2013(12)
[2]PM2.5气溶胶光学特性研究[J]. 肖林,肖韶荣,桑友伟.  光学与光电技术. 2013(02)
[3]不同粒径大气气溶胶含量及其透过率研究[J]. 桑友伟,肖韶荣,龙强,肖林.  光学与光电技术. 2012(06)
[4]大气气溶胶尺度分布分形特征研究[J]. 徐延峰,陈辉,张志军.  气象与环境学报. 2012(03)
[5]霾天气气溶胶谱分布特征分析[J]. 李学彬,伽丽丽,李建玉,周凯兵,徐青山.  大气与环境光学学报. 2011(04)
[6]基于透射法的能见度测量装置设计与实验研究[J]. 邢向楠,崔岩梅,李涛,冷杰,孙忠辉,罗盛君.  计测技术. 2011(03)
[7]气溶胶光学厚度谱特征判断粒子大小方法初探[J]. 杨溯,石广玉,王标,杨红龙,赵剑琦,秦世广.  应用气象学报. 2011(02)
[8]基于嵌入式计算机的激光雷达能见度仪的设计[J]. 熊兴隆,蒋立辉,庄子波,冯帅.  测控技术. 2011(03)
[9]光纤光谱仪绝对光谱辐射定标新技术[J]. 张芳,高教波,王军,肖相国,张磊.  应用光学. 2011(01)
[10]能见度测量技术现状及发展趋势综述[J]. 邢向楠,崔岩梅,张富根,谢邦力.  计测技术. 2010(05)

硕士论文
[1]透射式能见度检测的试验研究与软件系统设计[D]. 鲍婷婷.南京信息工程大学 2011



本文编号：3706876