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              LPM激光雨滴谱仪

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              1 ?引言
              雨滴谱是反映降水微观物理过程和宏观动力结构的主要指标之一.通过分析雨滴谱,可以深入了解降水的发展和演变过程,揭示降水机制.传统雨滴谱测量包括动力学法.滤纸色斑法.面粉团法.快速摄影法和浸润法等,是通过人工采集大量的雨滴特性参数数据,根据雨滴直径的大小进行统计分类.
              但传统方法其过程繁琐.精确度不高,为克服上述方法所带来的问题,我们研发了基于激光原理的高精度激光雨滴谱系统,可以用于测量雨量.雨强以及颗?笮〖八俣?甚至可以测量最小直径0.16mm的颗粒.根据用户需求,还可以增加其他气象单元,在降水罻庸鄄夂徒邓锢硌芯恐芯哂兄匾淖饔?
              2 ?观测系统设计
              2.1 目标
              1)?坚固紧凑
              2)?低维护
              3)?可测量颗罺本蹲畹?.16 mm
              4)?DSP技术
              5)?在山区使用的加热扩展
              6)?远程控制
              7)?安装方便
              8)?适用于严酷环境?
              9)?标准数据输出
              ?
              2.2 系统组成及技术指标
              2.2.1?系统由如下部分组成:
              1)?雨滴谱仪;
              2)?气象单元(可??
              3)?数据采集单元;
              4)?软件;
              5)?防风附件(可??
              6)?支架等;
              ?
              ?
              2.2.2?技术指标:

              技术参数:
              l?工作原理:?
              ?
              785 nm激光,最大0.5mW功率,激光等级1M
              l?测量区域: 46 cm2 (23 x 2.0 cm)
              l?环境条件:? -40°C?~+70°C, 0~100% r.H. (可选-60°C?~+70°C)
              l?防护等级: IP65
              l?供电: 24V AC/DC, < 750 可选?230 VAC/115 VAC. 230 VAC/115 VAC
              l?重点: 4.8 kg(无其他配件)
              l?数据输出: RS485 1200~115200 Bd, 全双攻, 2个24VDC 光耦合器
              l?可选输入:
              l?雷达反射率:
              PT100, 0--1 V, 0--1000 Hz, 串行同步?
              Z=-9.9 –?99.9dBZ
              降雨: ?
              l?粒径大??/span> 0.16?~?8 mm
              l?颗罧俣?/span> 0.2 ~?20 ms
              l?区分不同降水: 雨.雪.冰雹等,命中率>?97%
              l?最小强度: 0.005 mm/h
              l?最高强度: 250 mm/h
              l?罻拥燃?
              风向传感器:
              440种(22种直径x 20种速度)
              l?测量范围: 0?~?360°
              l?操作电压 4 ~?18V DC
              l?加热: 24 V AC/DC, 最大20 W
              风速传感器: ?
              l?测量范围: 0.5...50 m/s
              l?分辨率: 0.07 m
              l?操作电压 4 ~?18V DC
              l?加热:
              温湿度传感器
              l?温度测量范围:
              l?温度测量精度:
              l?湿度测量范围:
              l?湿度测量精度:
              l?传感器:
              l?操作电压:
              l?防护等级:
              24 V AC/DC, 最大20 W
              ?
              -30°C ... + 70 °C
              1/3 class B(0.25°C)
              0 ... 100%
              ± 2 %
              PT 100 acc. to IEC 751
              9 - 30 V DC
              IP 65
              3 ??数据处理
              专用数据采集分析软件,可以采集.分析并对数据进行可视化,

              ?
              4 ??应用案例
              4.1 ?关于雨滴超级终端速度的进一步证据?(M. L. Larsen, A. B. Kostinski, and A. R. Jameson,2014)
              ?
              ?
              实验使用21个LPM激光雨滴谱仪,进一步证明了小于1mm直径的雨滴,降落的终端速度要大于静止空气中相同直径雨滴的降落速度.并且明确指出这些超级终端速度的雨滴,如果是由于大直径雨滴破碎化而来,这些破碎化并非来自测量仪器.
              这些超级终端速度的雨滴可能对雷达降雨收集.侵蚀参数化以及雨滴大小分布的估测产生影响,其影响需要进一步研究.
              5 产地: 德国
              ?

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