The invention discloses a three-dimensional imaging laser raindrop spectrometer, which comprises two identical laser transmitting modules, two identical laser receiving modules and an electronic processing module. The laser transmitting module comprises a single mode red light semiconductor laser, a collimating mirror, a Powell prism and a cylindrical lens. The laser receiving module includes a microscopic imaging optical system and a one-dimensional linear array photodetector. The electronic processing module includes signal amplification circuit, signal comparison circuit and signal processing module. A laser transmitting module and a laser receiving module with preset distance constitute a two-dimensional raindrop image detection device. The two two sets of two-dimensional raindrop image detection devices are placed vertically with each other, and the parallel line beams emitted vertically intersect. The signal processing module detects the images of raindrops in two perpendicular planes, and obtains two two two-dimensional images. Through image matching, the three-dimensional reconstruction of raindrops image is realized.
【技术实现步骤摘要】
一种三维成像激光雨滴谱仪
本专利技术属于气象水文观测
,具体涉及一种三维成像激光雨滴谱仪。
技术介绍
降水粒子特性是大气运动和云内微物理过程的综合结果,降水粒子是气象研究的重要测量对象,对其测量包括降水粒子的大小、数目、速度等信息,最终获得降水量等天气参数。其中,雨滴是降水粒子的最主要形式,雨滴的尺度、形状、速度及其谱分布与雷达回波的相关关系是天气雷达定量估计降水的重要基础,准确测量这些参数在云降水物理及人工影响天气领域有着重要的意义。目前激光雨滴谱仪产品只有一维雨滴谱仪和二维雨滴谱仪。德国OTT公司Parsivel雨滴谱仪、德国ThiesClima雨滴谱仪属于一维雨滴谱仪,只能测量雨滴的大小和速度。能够对雨滴进行形状显示即二维成像的地面气象监测仪器分别是采用高速线阵扫描模式的2D视频雨滴谱仪(2DVD)和采用并行阵列探测模式的气象粒子谱仪(MPS)。公开号“CN104111485A”的专利技术专利“基于立体成像的雨滴谱和其它降水微物理特征的观测方法”,通过两个或多个相机对观测区域内的自然下落雨滴进行成像,通过图像匹配,实现雨滴图像的三维重建,此专利的不足之处在于相机在能见度差的条件下难以成像清晰的图像,影响三维重建效果。公开号“CN103852813A”的专利技术专利“雨滴三维尺度检测装置及利用该装置计算雨滴体积的方法”,通过三维方向上高速线阵CCD扫描的方法得到雨滴三个方向的尺度用于计算雨滴的大小体积。此专利的不足之处在于不能对雨滴直接成像。目前未见其它能够对雨滴成像的三维激光雨滴谱仪报道。例如公开号为CN201689044U的中国专利和公开号为 ...
【技术保护点】
1.一种三维成像激光雨滴谱仪,其构成包括两个相同的激光发射模块、两个相同的激光接收模块、以及一个电子处理模块,激光发射模块包括单模红光半导体激光器、准直镜、鲍威尔棱镜、柱透镜,激光接收模块包括显微成像光学系统、一维线性阵列光电探测器,电子处理模块包括信号放大电路、信号比较电路、信号处理模块。
【技术特征摘要】
1.一种三维成像激光雨滴谱仪,其构成包括两个相同的激光发射模块、两个相同的激光接收模块、以及一个电子处理模块,激光发射模块包括单模红光半导体激光器、准直镜、鲍威尔棱镜、柱透镜,激光接收模块包括显微成像光学系统、一维线性阵列光电探测器,电子处理模块包括信号放大电路、信号比较电路、信号处理模块。2.根据权利要求1所述的一种三维成像激光雨滴谱仪,其特征是所述的激光发射模块中的单模红光半导体激光器发射的光束首先通过准直镜准直,再通过鲍威尔棱镜发散为均匀的激光线光束,最后通过柱透镜被压缩为平行线光束。3.根据权利要求1所述的一种三维成像激光雨滴谱仪,其特征是所述的激光接收模块中的显微成像光学系统首先接收激光发射模块发射的平行线光束,然后平行线光束通过显微成像光学系统投射到一维线性阵...
【专利技术属性】
技术研发人员:孟晓黎,周鼎富,杨泽厚,冯力天,罗雄,靳国华,樊冬,
申请(专利权)人:四川西物激光技术有限公司,
类型:发明
国别省市:四川,51
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。