Celómetro láser

1、Celómetro láser Descripción general del producto

Celómetro láser Mediante el efecto de dispersión de Mie de las partículas de aerosol atmosférico sobre la luz láser, es posible detectar aerosoles —como polvo, nubes y niebla— en la atmósfera inferior (por debajo de los 15 km). Esta técnica se conoce como lidar de dispersión de Mie. En comparación con otros mecanismos de dispersión, la dispersión de Mie presenta una sección transversal de dispersión mayor, lo que genera señales de eco más intensas. Además, dado que la mayoría de las partículas de aerosol atmosférico se concentran a bajas altitudes, son relativamente fáciles de detectar. Esta tecnología se utiliza principalmente en aeropuertos, a bordo de barcos, en vehículos de medición móviles y en estaciones meteorológicas para medir parámetros como la altura de la base de las nubes y la nubosidad integrada.

2、Celómetro láser Principio de funcionamiento

Celómetro láser Basado en los principios de la medición láser, un transmisor emite pulsos láser periódicos hacia la atmósfera; un receptor capta las señales retrodispersadas por las nubes y la atmósfera; y un procesador procesa las señales recibidas. Mediante cálculos de inversión, se determina el coeficiente de extinción atmosférica a diferentes altitudes, lo que permite identificar las capas de nubes y calcular la altura de su base.

3、Celómetro láser Componentes del equipo

Celómetro láser es un dispositivo inteligente de detección atmosférica centrado en la tecnología optoelectrónica. Consta de un módulo de detección, una unidad de conversión optoelectrónica, una unidad de adquisición y procesamiento de datos, una unidad de control lógico, una unidad de almacenamiento de datos, un software de terminal, un conjunto de carcasa y otros componentes. El principio de funcionamiento y la composición se ilustran en la Figura 2.

Módulo de detección: Compuesto por un marco estructural, un submódulo transmisor y un submódulo receptor. El marco proporciona soporte estructural; el submódulo transmisor genera y emite pulsos láser; y el submódulo receptor capta las señales de eco y, mediante conversión optoelectrónica, las transforma en señales eléctricas.

Adquisición y procesamiento de datos: Realizado por una placa de procesamiento de circuitos que opera bajo el control de un software embebido; esta unidad adquiere las señales de eco, procesa los datos brutos y extrae información —como la altura de las nubes— mediante algoritmos de inversión de datos.

Control lógico: Ejecutado por la placa de procesamiento de circuitos en conjunto con el software embebido para gestionar la lógica de temporización; esta unidad asegura que el emisor láser, el sistema de adquisición de datos y los componentes de transmisión de información operen de manera cíclica y en estricta conformidad con los requisitos de temporización predeterminados.

Almacenamiento de datos: Gestionado por la placa de procesamiento de circuitos y el software embebido, los cuales almacenan periódicamente los datos históricos en un formato predeterminado.

Conjunto de carcasa: Proporciona soporte estructural y protección física para todos los demás componentes del dispositivo.

Módulo de soplado de ventana: Compuesto por un ventilador y un elemento calefactor PTC, este módulo evita la formación de condensación en el cristal de la ventana óptica. Se activa inmediatamente al encender el equipo y sopla aire caliente de forma continua.

Software de terminal: Instalado en un ordenador terminal externo, este software se comunica en tiempo real con la placa de procesamiento de circuitos a través de interfaces RS485 o RJ45. Sus funciones principales incluyen la ejecución de comandos y la monitorización del estado, el análisis de datos, el almacenamiento de datos, la recuperación de datos y la visualización de la interfaz de usuario.

Celómetro láser El diagrama de bloques del principio y la composición es el siguiente:

4、Celómetro láser Especificaciones técnicas

4.1 Funciones principales

Las funciones principales del dispositivo son las siguientes:

a) Capacidad para medir y visualizar la altura de la base de las nubes, el espesor de la capa de nubes y la altura de la capa límite atmosférica; emite la visibilidad vertical cuando el cielo está oscurecido;

b) Función de medición de nubes multicapa: Capacidad para detectar hasta 5 capas de nubes, midiendo la altura de la base, el espesor y la cantidad integrada de nubes para cada capa;

c) Función de autodiagnóstico: El dispositivo puede detectar automáticamente el estado operativo o los parámetros de sus componentes internos clave;

d) Configuración de parámetros y protección contra fallos de alimentación: Los parámetros pueden configurarse mediante software de terminal externo; además, los parámetros configurados se conservan incluso tras un corte de suministro eléctrico;

e) Formato de datos: Cumple con las especificaciones de formato de datos para ceilómetros tal como se definen en el *Diccionario de Datos de Observación Meteorológica Terrestre*;

f) El dispositivo cuenta con funciones de control automático, que incluyen capacidades de autolimpieza y autocalentamiento;

g) Capacidad para almacenar hasta 3 meses de datos históricos.

4.2 Especificaciones de rendimiento

a) Rango de medición de altura de nubes: 15 – 15.000 m;

b) Resolución de altura de nubes: 5 m;

c) Número de capas de nubes detectables: ≥ 5 capas;

d) Error de medición de distancia para objetivos fijos: ≤ 5 m.

4.3 Características físicas

a) Dimensiones (L × A × H): ≤ 320 × 330 × 480 mm;

b) Peso: ≤ 20 kg.

4.4 Rendimiento eléctrico

a) Alimentación eléctrica: CA 220 V (±15%), 50 Hz ±2,5 Hz;

b) Consumo de energía: ≤ 100 W.

4.5 Transmisión de datos

a) Tipo de interfaz: RJ45 y RS485 (seleccionable);

b) Velocidad de transmisión (baudios): Configurable a 9600 bps, 19200 bps, 38400 bps, 57600 bps o 115200 bps;

c) Ciclo de actualización de datos: Ajustable de forma continua entre 20 s y 120 s. 4.6 Adaptabilidad ambiental

a) Grado de protección IP65;

b) Temperatura y humedad de funcionamiento:

1) Temperatura ambiente: -45 °C a +50 °C;

2) Humedad relativa: 5 % a 100 %. c) Temperatura y humedad de almacenamiento

1) Temperatura ambiente: -55 °C a 60 °C;

2) Humedad relativa: 5 % a 100 %.

4、Celómetro láser Precauciones para la instalación

a) El equipo debe instalarse en un área abierta, libre de obstrucciones significativas en su entorno inmediato.

b) Para evitar la contaminación del sistema de ventanas ópticas causada por la luz solar directa, el equipo debe instalarse de acuerdo con los siguientes principios: si se instala en el Hemisferio Norte, la ventana debe orientarse hacia el Norte; si se instala en el Hemisferio Sur, la ventana debe orientarse hacia el Sur.

c) Construya una cimentación adecuada basándose en las dimensiones del equipo; se recomienda un tamaño mínimo de 800 mm x 800 mm.