XF-CQ10能见度传感器

一、产品简介
XF-CQ10能见度传感器是一种通过光学手段，测量地面大气的能见度（气象光学距离）数据的气象观测设备。设备可以实时监测安装区域的能见度条件，能见度测量数据在交通运输、航空、航海、军事活动、大气污染和大气物理研究中应用广泛。
1.1原理介绍
大气能见度是指视力正常的人能从背景（天空或地面）中识别出具有一定大小的目标物的z大距离，又称气象视程。
按观测者与目标物所在高度和相对位置，大气能见度可分为水平能见度、斜视能见度和垂直能见度。气象观测中的能见度一般指水平能见度，即水平方向上的有效能见度（所谓有效能见度是指四周视野中一半以上范围都能看到的z大水平距离）。如无特殊说明，本手册所指的能见度均为此定义下的水平方向上的有效能见度。
根据气象光学视程的定义
MOR＝ln（0.05）/δ
其中 δ 为消光系数。
大气消光系数主要受空气中固体小颗粒、气溶胶粒子和其他大气分子的影响。光的传播过程中，光波被上述物体吸收或散射，造成光的辐射衰减。我们主要利用散射带来的影响计算光在大气中的衰减系数，从而推导出大气能见度。大气散射是指，光线在空气中传播时，由于固体小颗粒、气溶胶粒子等对光的影响，光的传播方向发生改变，并以一定的规律辐射到不同方向，这种散射现象与大气中的散射粒子半径和光线波长是比例关系的。依据不同关系，散射又分为MIE散射和瑞利散射。依据MIE散射的理论研究，大气中的散射粒子光的吸收部分对光衰减系数的影响可以忽略不计。MIE散射是我们研究能见度测量时的主要研究对象。
依据上述理论，我们的能见度传感器选择了前向散射原理，散射角35-50°，测量光谱选定的中心波长为850nm。

1.2硬件结构
能见度传感器是一个独立的设备，可通过设备自带的安装配件安装到合适的立杆上。设备基本由光学发射器、光学接收器，内置加热组件和控制处理单元四部分组成。

1.3产品尺寸

重量: ＜10kg
1.4电气参数
工作电压 DC12V～24V
整机功耗 非加热 ≤2W
加热 ≤6W
输出信号形式 RS485标准modbus协议
测量范围 10m-10km
测量精度 ≤2km ±2%；
2km~10km ±5%
数据更新间隔 15s/60s

1.5环境要求
工作温度 -40－60℃
工作湿度 0-100%RH
储存温度 -50－85℃

二、测试和安装
2.1电缆接口定义

485输出颜色定义
红色 电源正极
黑色 电源负极
黄色 A
蓝色 B

2.2安装位置
能见度传感器是光学原理测量，易受环境干扰，选择合适的，有代表性的区域进行安装对数据的准确性至关重要。选取位置时，应注意以下原则：
1) 选取位置的状况应能代表周围的天气状况，应远离高大的建筑物（距离不小于100m），安装点附近不宜有植物遮挡。
2) 选取的地点应该没有影响光学测量的障碍物和反射表面，也没有明显的污染源。
3) 光学发射器和光学接收器的视线内没有障碍物 。
4）安装位置避免太阳光直射进入接收器。在强光下接收机数据可能会饱和，程序将会输出警告。强日光还会提高光学接收器的噪音水平。
5）在道路环境中，光学接收器应远离车辆。选方向为沿着道路方向。

2.3安装图
安装示意图