LT31大氣透射儀基本功能及應(yīng)用

徐慧婷

【摘要】 惡劣天氣對航空安全會造成嚴(yán)重威脅，并成為制約航空安全、容量和效益的主要因素之一。自動氣象觀測系統(tǒng)的應(yīng)用，將大大提高民航氣象的服務(wù)能力與水平。LT31大氣透射儀可測量大氣能見度，是自動觀測系統(tǒng)重要組成部分，掌握大氣透射儀的工作原理及基本功能，可以快速判斷出故障點(diǎn)，采取一切措施快速修復(fù)設(shè)備，對于確保飛行安全有著重要意義。

【關(guān)鍵詞】 自動氣象觀測系統(tǒng) 大氣透射儀 工作原理

根據(jù)國際民航組織有關(guān)規(guī)定，機(jī)場必須配備先進(jìn)的自動氣象觀測系統(tǒng)，目前國內(nèi)機(jī)場大多采用VAISALA公司生產(chǎn)的設(shè)備。2011年珠海機(jī)場進(jìn)行了自動氣象觀測系統(tǒng)更新改造，引進(jìn)了VAISAL公司最新生產(chǎn)的AVIMET系統(tǒng)，其中配備了三套LT31大氣透射儀，能夠有效的測量跑道兩端及跑道中間位置的能見度。

一、透射儀測量能見度原理

VAISAS生產(chǎn)設(shè)計(jì)的LT31透射儀采用的是光學(xué)透射式測量方法，其基本原理是通過計(jì)算光束由于大氣吸收和散射引起的消光系數(shù)，算出光學(xué)視程MOR。工作時，由發(fā)射機(jī)發(fā)出一束光強(qiáng)為I0的平行光，通過L的大氣衰減后，被接收機(jī)接收到的光強(qiáng)為I，測量兩點(diǎn)的透射率可以計(jì)算出消光系數(shù)σ。

二、LT31透射儀基本功能

1、測量能見度。LT31大氣透射儀可以直接測量發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的大氣透射率，計(jì)算大氣通過散射和吸收后的消光系數(shù)，其提供了可靠有效的測量能見度或者M(jìn)OR的方法。通過光學(xué)視程MOR值可進(jìn)一步用于估算跑道視程RVR。LT31大氣透射儀采用是單基線測量，基線距離為光發(fā)射機(jī)保護(hù)窗口平面和光接收機(jī)保護(hù)窗口平面的距離。

2、自動校準(zhǔn)。傳統(tǒng)的透射儀校準(zhǔn)必須人工定期進(jìn)行，LT31透射儀集成了PWD前散射儀用于自動校準(zhǔn)系統(tǒng)。在中低能見度量程內(nèi)，透射儀能提供準(zhǔn)確的測量值，而對于高能見度的測量沒有定義準(zhǔn)確的測量原理，前散射儀的優(yōu)點(diǎn)就在于高能見度量程內(nèi)提供較為準(zhǔn)確的測量值，因此，前散射儀用于指示高能見度狀態(tài)。當(dāng)滿足校準(zhǔn)條件時，LT31透射儀系統(tǒng)就能夠進(jìn)行自動校準(zhǔn)以保持在良好的狀態(tài)。自動校準(zhǔn)的啟動需要滿足下面幾個條件：（1）前散射儀測量到的能見度值高于自動校準(zhǔn)閾值，一般為10公里。（2）大氣狀況是均勻的，并且在過去的一段時間內(nèi)，測量的能見度值低于自動校準(zhǔn)閾值。（3）無降雨。（4）前散射儀和透射儀沒有硬件故障。

3、自動校直。透射儀的校直質(zhì)量會直接影響能見度的測量效果，受到外界多方面的因素影響，例如地基沉降，會造成校直質(zhì)量降低，直接導(dǎo)致接收機(jī)信號降低，測量值出現(xiàn)偏差。LT31透射儀具有自動校直功能，為了實(shí)現(xiàn)該功能LT31透射儀的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的光學(xué)套管被固定在萬象懸架上，因此光學(xué)套管就可以在透鏡位置上轉(zhuǎn)動。LT31的自動校直機(jī)制是建立在自動校準(zhǔn)和窗口污染測量的基礎(chǔ)上，通常來說，校直質(zhì)量的降低和窗口污染的增加都會降低接收機(jī)的接收信號。LT31透射儀的自動校直機(jī)制可以檢測出從最初校準(zhǔn)開始的信號損失，同時，窗口污染測量能測出由于污染造成的信號衰減，由此判斷是否要進(jìn)行自動校直。

4、污染防護(hù)。一般來說，雨水落到透射儀的窗口會增加窗口的污染，影響能見度的測量，LT31透射儀的窗口前安裝有一個長而窄的防護(hù)罩，可以阻擋大量的雨水漂落到鏡面，除此，LT31的測量頭單元安裝了風(fēng)機(jī)，在窗口形成氣簾，雨水就隨氣簾自由下落，不會漂落的窗口鏡面上。

三、LT31透射儀的應(yīng)用

LT31透射儀是用于航空氣象測量跑道視程的設(shè)備，跑道視程簡稱RVR。計(jì)算RVR基于以下三個數(shù)值：跑道視程MOR、背景光亮度、跑道燈光強(qiáng)度；透射儀能直接測量出大氣能見度，根據(jù)Koschmic定律計(jì)算出光學(xué)視程MOR，LT31透射儀上安裝有背景光亮度計(jì)LM21可測量出背景光亮度，背景亮度通過人工設(shè)置，系統(tǒng)在獲得這三個數(shù)值，計(jì)算出跑道視程RVR。

四、結(jié)束語

隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展以及新型材料的出現(xiàn)，大氣透射儀在其軟件和硬件上不斷的更新，以期更好的服務(wù)于民航氣象行業(yè)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] Vaisala，Transmissometer LT31 USERS GUIDE