本發明專利技術提出一種霧霾監測裝置及霧霾監測方法，通過采用發光單元發出藍色、綠色和紅色紅外波段光，并對其在霧霾天氣中的透射強度進行檢測，進而得出各波段光的消光系數，并通過比較藍色波段光和紅色紅外波段光對綠色光的相對消光系數比值與預設的霧霾判定閾值范圍之間的關系，來準確、客觀、自動的判定霧霾天氣，提高了霧霾監測的客觀性和準確性，為實際天氣預報提供便利。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及地面氣象監測
，更具體的涉及霧和霾兩種天氣現象的監測裝置和監測方法。
技術介紹
霧和霾是兩種常見的天氣現象，是地面氣象觀測中的二個項目，它們都是由大氣中懸浮的各種顆粒物造成氣象能見度下降的現象(能見度小于I公里或10公里)，但這二種現象中懸浮的微粒是不一樣的，霧是由懸浮的水滴(或冰晶)形成的，霾是由懸浮的經過吸濕性增長的顆粒物形成的。近年來由于人類活動造成這種低能見度的天氣頻繁出現，對人民群眾的出行和健康造成了很壞的影響，社會對它的關注度也迅速提高。但目前在氣象臺站的觀測中，這兩種天氣現象的判別完全是由觀測員主觀決定的，缺乏客觀的標準，這不僅使觀測記錄的價值受到影響，而且完全不適應當前利用儀器進行地面氣象要素自動化觀測的要求，更為嚴重的是難以準確的判別霧和霾這兩種天氣現象，因此研制能自動鑒別霧和霾的霧霾監測技術是當務之急。
技術實現思路
本專利技術基于霧和霾的形成原理及其物理化學特性的差異，采用光學多波段檢測方法，提出一種能夠準確的監測霧和霾兩種天氣現象的霧霾監測裝置及霧霾監測方法。本專利技術所提供的霧霾監測裝置，包括發光單元I、光測量單元2、反射單元3以及計算處理單元4，其中所述發光單元I能夠發出藍色波段光、綠色波段光和紅色紅外波段光， 所述發光單元I發出的光波被放置于環境大氣中的反射單元3反射到光測量單元2，所述計算處理單元4連接于發光單元I和光測量單元2，并基于發光單元I發出的以及光測量單元2檢測的各波段光強度值得到光傳輸路上經大氣的消光系數，以及藍色波段光和紅色紅外波段光相對于綠色波段光的相對消光系數比值，并通過與預設的霧霾判定閾值比較而自動監測判別出霧天氣和霾天氣。進一步的根據本專利技術所述的霧霾監測裝置，其中所述發光單元I發出波長在 380-450nm的藍色光、波長在490_550nm的綠色光以及波長在600-1 IOOnm的紅色到紅外光。進一步的根據本專利技術所述的霧霾監測裝置，其中所述發光單元I同時或分時發出 415nm的藍色光、516nm的綠色光、650nm的紅色光以及850nm的近紅外光。進一步的根據本專利技術所述的霧霾監測裝置，其中所述光測量單元2為CCD光強測量裝置，能夠分別單獨測量各個波段光經反射后對應的光強值。進一步的根據本專利技術所述的霧霾監測裝置，其中所述的計算處理單元4基于檢測的每個波段光的初始光強和透過光傳輸路徑上的環境大氣后的檢測光強，計算出光傳輸路徑上環境大氣對該波段光的消光系數，并將計算得到的綠色波段光的消光系數作為參考值，分別計算出藍色波段光和紅色紅外波段光的相對消光系數比值。進一步的根據本專利技術所述的霧霾監測裝置，其中所述的霧霾判定閾值設為O. 5，當4藍色波段光的相對消光系數值與紅色紅外波段光的相對消光系數值間的差值在O. 5以上時，判定天氣屬于霾天氣，當藍色波段光的相對消光系數比值與紅色紅外波段光的相對消光系數比值間的差值在O. 5以內時，判定天氣屬于霧天氣。進一步的根據本專利技術所述的霧霾監測裝置，其中所述的計算處理單元4具備霧霾氣象環境檢測功能，其將計算得到的綠色波段光的平均消光系數值*^代入氣象能見度公式^ 5* ，當計算得到的氣象能見度MOR小于10公里時，則判定所處K氣象環境為霧霾氣象環境。進一步的根據本專利技術所述的霧霾監測裝置，其中當所述藍色波段光的相對消光系數值與紅色紅外波段光的相對消光系數值處在O. 75-1. 25之間時，判定天氣屬于霧性天氣，處于該范圍之外的則為霾性天氣。進一步的根據本專利技術所述的霧霾監測裝置，其中所述反射單元3和發光單元I之間的間距在IOm附近，所述發光單元I和光測量單元2處于同一并排位置。進一步的根據本專利技術所述的霧霾監測裝置，其中所述裝置進一步包括有顯示單元 5，用于自動顯示霧霾天氣監測結果。本專利技術所提供的一種霧霾監測方法，包括以下步驟權利要求1.一種霧霾監測裝置，包括發光單元(I)、光測量單元(2)、反射單元(3)以及計算處理單元(4)，其特征在于，其中所述發光單元(I)能夠發出藍色波段光、綠色波段光和紅色紅外波段光，所述發光單元(I)發出的光波被放置于霧霾氣象環境中的反射單元(3 )反射到光測量單元(2)，所述計算處理單元(4)連接于發光單元(I)和光測量單元(2)，并基于發光單元(I)發出的以及光測量單元(2)檢測的各波段光強度值，計算處理得到各波段光的消光系數值，以及藍色波段光和紅色紅外波段光相對于綠色波段光的相對消光系數值，并通過與預設的霧霾判定閾值比較而自動監測、判別出霧天氣和霾天氣。2.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于，其中所述發光單元(I)發出波長在 380-450nm的藍色光、波長在490_550nm的綠色光以及波長在600-1 IOOnm的紅色紅外光。3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，其中所述發光單元(I)同時或分時發出 415nm的藍色光、516nm的綠色光、650nm的紅色光以及850nm的近紅外光。4.根據權利要求1-3任一項所述的裝置，其特征在于，其中所述光測量單元(2)為CCD 光強檢測裝置，能夠分別單獨測量各個波段光經反射后對應的光強值。5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述的計算處理單元(4)基于檢測的每個波段光的初始光強和透過光傳輸路徑上的環境大氣后的光強，計算出光傳輸路徑上環境大氣對該波段光的消光系數，并將計算得到的綠色波段光的消光系數作為參考值，分別計算出藍色波段光和紅色紅外波段光的相對消光系數值。6.根據權利要求I至5任一項所述的裝置，其特征在于，其中所述的計算處理單元(4)具備霧霾氣象環境檢測功能，其將計算得到的綠色波段光的平均消光系數值^代入氣象能見度公式―7.根據權利要求I至6任一項所述的裝置，其特征在于，所述的霧霾判定閾值設定為O.5，當藍色波段光的相對消光系數值與紅色紅外波段光的相對消光系數值間的差值在O. 5 以上時，判定天氣屬于霾天氣，當藍色波段光的相對消光系數值與紅色紅外波段光的相對消光系數值間的差值在O. 5以內時，判定天氣屬于霧天氣。8.根據權利要求I至6任一項所述的裝置，其特征在于，當所述藍色波段光的相對消光系數值與紅色紅外波段光的相對消光系數值均處在O. 75-1. 25之間時，判定天氣屬于霧天氣，處于該范圍之外的則為霾天氣。9.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述反射單元(3)和發光單元(I)之間的間距在IOm附近，所述發光單元(I)和光測量單元(2)處于同一并排位置。10.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述裝置進一步包括有顯示單元(5)，用于自動顯示霧霾天氣監測結果。11.一種霧霾監測方法，其特征在于，包括以下步驟(1)、在霧霾天氣中由光源發出藍色波段光、綠色波段光以及紅色紅外波段光，并測量各波段光在環境大氣中傳輸一定距離后的強度值；(2)、基于各波段光的初始強度值以及測量強度值，計算環境大氣對各波段光的消光系數，并以綠色波段光的消光系數作為參考基準，分別計算藍色波段光相對于綠色波段光的相對消光系數值以及紅色紅外波段光相對于綠色波段光的相對消光系數值；(3)、將計算得到的藍色波段光相對消光系數值和紅色紅外波段光相對消光系數值與預設的霧霾判定閾值進行比較，進而自動監測出霧天氣和霾天氣。12.根據權利要求11所述的方法，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種霧霾監測裝置，包括發光單元(1)、光測量單元（2）、反射單元（3）以及計算處理單元（4），其特征在于，其中所述發光單元（1）能夠發出藍色波段光、綠色波段光和紅色紅外波段光，所述發光單元（1）發出的光波被放置于霧霾氣象環境中的反射單元（3）反射到光測量單元（2），所述計算處理單元（4）連接于發光單元（1）和光測量單元（2），并基于發光單元（1）發出的以及光測量單元（2）檢測的各波段光強度值，計算處理得到各波段光的消光系數值，以及藍色波段光和紅色紅外波段光相對于綠色波段光的相對消光系數值，并通過與預設的霧霾判定閾值比較而自動監測、判別出霧天氣和霾天氣。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：毛節泰，顏鵬，趙春生，周秀驥，
申請(專利權)人：中國氣象科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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