一种云层测量系统技术方案

本实用新型专利技术涉及了一种云层测量系统，包括：激光扫描仪，其包括扫描仪壳体、激光器和半面凸透镜，扫描仪壳体的顶部形成有出射口，半面凸透镜盖设在出射口上，且半面凸透镜的凸面朝上设置，激光器设置在扫描仪壳体内且朝上设置；驱动机构，其与激光器相连，适于驱动激光器在水平方向运动；激光接收装置，其包括接收装置壳体和半球形透光镜，接收装置壳体的顶部形成有入射口，半球形透光镜盖设在入射口上，且半球形透光镜的球面朝上设置。本实用新型专利技术实施例的云层测量系统能够克服现有技术中的云层测量系统仅能对有限角度内的云高和云厚进行测量的缺陷，其测量范围更大，能够更高精度地测量全天空范围内的云高、云厚等参数。云厚等参数。云厚等参数。

【技术实现步骤摘要】
一种云层测量系统


[0001]本技术涉及测量设备
，具体涉及一种云层测量系统。

技术介绍

[0002]云是由大气中水滴、冰晶微粒组成的聚合体，对地气系统的辐射平衡、热量平衡和温湿平衡发挥着重要的作用。了解云分布规律及演化运动过程，对于评估自然灾害发生机理、预测天空辐照分布特征均具有重要意义。云属于天空模型中较难确定的气象因素之一。
[0003]目前对云层的特征参数进行测量的技术手段主要包括卫星云图测量、激光测量、天空成像仪测量、雷达测量和红外技术测量。其中，激光测量方法由于技术较为成熟，且能够轻松实现十公里以上云高以及三层左右云层厚度的测量，因此得到了广泛的应用。然而，激光云高仪的测量范围较小，虽然部分激光云高仪被设置成与旋转式机械结构相连，能实现一定角度内的云层的测量，但由于机械结构的旋转角度有限，因此测量的角度也较小，不能对全天平面上的云层信息进行测量。

技术实现思路

[0004]因此，本技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的云层测量系统仅能对有限角度内的云高和云厚进行测量的缺陷，从而提供一种测量范围更大、测量精度更高的云层测量系统，其能够更高精度地测量全天空范围内的云高、云厚等参数。
[0005]为了解决上述问题，本技术提供了一种云层测量系统，包括：激光扫描仪，其包括扫描仪壳体、激光器和半面凸透镜，扫描仪壳体的顶部形成有出射口，半面凸透镜盖设在出射口上，且半面凸透镜的凸面朝上设置，激光器设置在扫描仪壳体内且朝上设置；驱动机构，其与激光器相连，适于驱动激光器在水平方向运动；激光接收装置，其包括接收装置壳体和半球形透光镜，接收装置壳体的顶部形成有入射口，半球形透光镜盖设在入射口上，且半球形透光镜的球面朝上设置。
[0006]进一步地，云层测量系统还包括设置在扫描仪壳体内的透镜组，透镜组适于缩小激光器发射的激光的照射范围，且从透镜组透射出的激光朝上。
[0007]进一步地，扫描仪壳体包括第一子壳体和设置在第一子壳体上的第二子壳体，第一子壳体的横截面积大于第二子壳体的横截面积，半面凸透镜设置在第二子壳体上，透镜组包括第二凸透镜和第三凸透镜，第二凸透镜设置在第一子壳体内，第三凸透镜设置在第二子壳体内，第一子壳体和第二子壳体之间形成有允许激光穿过的通孔。
[0008]进一步地，驱动机构包括：
[0009]第一伺服电机，其通过第一传动轴与激光器相连，适于驱动激光器朝第一方向运动；
[0010]第二伺服电机，其通过第二传动轴与激光器相连，适于驱动激光器朝第二方向运动，第一方向与第二方向之间形成夹角。
[0011]进一步地，第一伺服电机设置在扫描仪壳体外，第一传动轴穿过扫描仪壳体连接
激光器和第一伺服电机；和/或，
[0012]第二伺服电机设置在扫描仪外，第二传动轴穿过扫描仪壳体连接激光器和第二伺服电机。
[0013]进一步地，扫描仪壳体的内壁上设置有缓冲垫，缓冲垫位于激光器的等高处。
[0014]进一步地，激光接收装置还包括第三凸透镜，第三凸透镜设置在半球形透光镜的下方，适于会聚半球形透光镜透射出的激光束并使其竖直向下。
[0015]进一步地，激光接收装置还包括：
[0016]光电倍增管，其设置在接收装置壳体内并位于第三凸透镜下方；
[0017]光子计数卡，其与光电倍增管通信连接；
[0018]控制器，其与光子计数卡通信连接。
[0019]进一步地，驱动机构与控制器通信连接，控制器与上位机通信连接。
[0020]进一步地，云层测量系统还包括孔板，孔板上形成有多个孔洞，当激光器处于预设坐标时，扫描仪发出的激光适于穿过孔洞。
[0021]本技术具有以下优点：
[0022]本技术实施例的云层测量系统主要包括激光扫描仪、驱动机构和激光接收装置。其中，驱动机构能够驱动激光扫描仪的激光器在水平方向运动，以使得激光器发出激光能够照射在半面凸透镜的不同位置，以被半面凸透镜折射并偏移一定角度。半面凸透镜的平面侧能够接收垂直射入的激光，凸面能够使激光发生全天空范围的偏移。进入天空的激光束将在云团的上表面和下表面分别进行反射。激光接收装置上形成有半球形透光镜，半球形透光镜能够用于矫正激光的偏移角度，并通过其自身的球形设计将全天空范围内的激光束汇入到激光接收装置内部。
[0023]因此，本技术实施例的云层测量系统能够克服现有技术中的云层测量系统仅能对有限角度内的云高和云厚进行测量的缺陷，其测量范围更大，能够更高精度地测量全天空范围内的云高、云厚等参数。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1示出了本技术实施例的云层测量系统的俯视图；
[0026]图2为本技术实施例的云层测量系统的激光扫描仪的剖视图；
[0027]图3为本技术实施例的云层测量系统的激光接收装置的剖视图；
[0028]图4为本技术实施例的云层测量系统的孔板。
[0029]附图标记说明：
[0030]1、激光扫描仪；11、扫描仪壳体；112、第一子壳体；113、第二子壳体；114、通孔；12、激光器；13、半面凸透镜；21、第一伺服电机；22、第二伺服电机；23、第一传动轴；24、第二传动轴；3、激光接收装置；31、接收装置壳体；32、半球形透光镜；33、第三凸透镜；34、光电倍增管；35、光子计数卡；4、透镜组；41、第一凸透镜；42、第二凸透镜；5、孔板；51、孔洞；6、缓冲
垫；7、控制器。
具体实施方式
[0031]下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0032]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0033]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种云层测量系统，其特征在于，包括：激光扫描仪(1)，其包括扫描仪壳体(11)、激光器(12)和半面凸透镜(13)，所述扫描仪壳体(11)的顶部形成有出射口，所述半面凸透镜(13)盖设在所述出射口上，且所述半面凸透镜(13)的凸面朝上设置，所述激光器(12)设置在所述扫描仪壳体(11)内且朝上设置；驱动机构，其与所述激光器(12)相连，适于驱动所述激光器(12)在水平方向运动；激光接收装置(3)，其包括接收装置壳体(31)和半球形透光镜(32)，所述接收装置壳体(31)的顶部形成有入射口，所述半球形透光镜(32)盖设在所述入射口上，且所述半球形透光镜(32)的球面朝上设置。2.根据权利要求1所述的云层测量系统，其特征在于，所述云层测量系统还包括设置在所述扫描仪壳体(11)内的透镜组(4)，所述透镜组(4)适于缩小所述激光器(12)发射的激光的照射范围，且从所述透镜组(4)透射出的激光朝上。3.根据权利要求2所述的云层测量系统，其特征在于，所述扫描仪壳体(11)包括第一子壳体(112)和设置在所述第一子壳体(112)上的第二子壳体(113)，所述第一子壳体(112)的横截面积大于所述第二子壳体(113)的横截面积，所述半面凸透镜(13)设置在所述第二子壳体(113)上，所述透镜组(4)包括第二凸透镜(42)和第三凸透镜(33)，所述第二凸透镜(42)设置在所述第一子壳体(112)内，所述第三凸透镜(33)设置在所述第二子壳体(113)内，所述第一子壳体(112)和第二子壳体(113)之间形成有允许激光穿过的通孔(114)。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的云层测量系统，其特征在于，所述驱动机构包括：第一伺服电机(21)，其通过第一传动轴(23)与所述激光器(12)相连，适于驱动所述激光器(12)朝第一方向运动；第二伺服电机(22)，其通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：王乾，王峥瀛，苏营，李婉，朱强，王杰，
申请(专利权)人：中国长江三峡集团有限公司，
类型：新型
国别省市：