前向散射能见度仪的测量技术研究

　　1引言

　　前向散射能见度仪是一种测量大气能见度的气象仪器。它可以测量大气浑浊程度，其测量结果在一定程度上反映了影响大气环境的各类因素的强弱变化程度，也可作为描述大气污染程度的特征量，应用在交通领域时，可直接反应视程大小。

　　前向散射能见度仪(下称散射仪)作为透射能见度仪(下称透射仪)的替代产品在实际应用中有很多优点:成本低、体积小、安装方便、维护保养少、动态测量范围大，采样范围为自然环境中随机选定的某一点，，不受视线内障碍物影响，与透射仪(测量范围是固定基线内的环境)相比能更好地适应外界环境。

　　但是目前还没有一种散射能见度仪能适用于任何场所的测量，这是因为对于直径小于波长的粒子和对光吸收性很强的粒子都属于特定变量，测量各种特定变量往往都有各自对应的函数关系，作者就此进行了研究探讨。

　　2测量原理

　　散射能见度仪工作机理是建立在散射光理论基础之上的。仪器的光学结构决定以下两个假设条件成立。其一，光源发出的光程内有:。总=。吸十。散，。是消光系数，由于叱==0，所以，仪器总的消光系数6总近似等于散射光的消光系数。散。如果某粒子的吸收性存在。吸二K吸d散，则。总=呛(K吸+1)，仪器总的消光系数鳃与散射光的消光系数。散成正比。

　　其二，在20’一500测量角度内的仪器测出的散射光总量与散射消光系数成正比。这说明单一的散射仪可以覆盖整个测量范围。

　　为了验证多种散射介质的散射与消光系数之间的关系，我们选定以透射表测定的消光系数为基准，进行对比测量。为了减少测量误差，必须事先对透射表进行严格的校准。

　　3不同天气条件下能见度测量的函数关系式

　　自然界有着多种天气现象，如:雾(浅雾、大雾)，降水(雨、阵雨、毛毛雨、冻雨、雪、雨夹雪、冰雹)，烟尘(烟、浮尘、霭、火山灰)，风沙(沙暴、尘暴)等。实验证明，不同天气条件下能见度的测量存在着不同的函数关系式，主要表现在不同的介质中，具有不同的消光系数。

　　用散射表测量雾、雨、雪、沙尘的结果表明，在不同介质中散射光总量与消光系数的比例关系并不相同。因此，散射表必须建立与透射表相关的函数关系，使散射表满足在不同的天气环境下的测量需要。这里仅以雾、降水和沙暴为例建立函数关系。

　　基准仪器为美国833透射表(基线长75m)，被测仪器为黔1散射表。两种仪器的光源均为1王D，波长875nlllo

　　通过对散射表测得的消光系数和透射表测得的消光系数迸行对比，分析研究，得出它们具有如下关联: