散射能見度儀是測量散射係數從而估算出氣象光學視程的儀器。大氣中光的衰減是由散射和吸收引起的，在一般情況下，吸收因子可以忽略，而經由水滴反射，折射或衍射產生的散射現象是影響能見度的主要因素。故測量散射係數的儀器可用於估計氣象光學視程（MOR）。
基本介紹
- 中文名：散射能見度儀
- 外文名：Scatter visibility meter
- 目的：測量散射係數
- 作用：估算出氣象光學視程
- 特點：設備售價低，安裝維護簡單
- 類型：前向、後向散射儀和總散射儀
工作原理,技術特點,主要構造,分類,
工作原理
散射式能見度儀直接測量來自一個小的採樣容積的散射光強。通過散射光強來有效地計算消光係數是建立在以下3個假設的基礎上的：①假定大氣是均質的,即大氣是均勻分布的；②假定大氣消光係數Ρ等於大氣中霧、霾、雪和雨的散射，即假定分子的吸收、散射或分子內部互動光學效應為零；③假定散射儀測量的散射光強正比於散射係數，在一般情況下，選擇適當的角度，散射信號近似正比於散射係數。
儀器的發射端發出光輻射對於臨近的採樣空間中的大氣進行照射，大氣樣本中的氣溶膠對照射的粒子產生散射，其散射光強的大小與粒子濃度及其尺度相關，而粒子濃度與與其尺度又能客觀的反應大氣能見度。散射式能見度測量儀通過測量特定角度上的散射光強，並根據其與總散射量之間的關係確定總散射係數，因為光在短距離的氣溶膠中傳播，氣溶膠對其的吸收係數是可以忽略不計的，所以利用總散射係數就可以求得能見度。
技術特點
（1）利用散射原理間接測量消光係數；
（2）設備售價低，安裝維護簡單，主要用於氣象部門；
（3）採樣範圍小，準確性受大氣懸浮粒子特性影響。
主要構造
散射能見度儀由硬體和軟體組成。硬體可分成感測器、採集器和外圍設備三部分，軟體分為採集軟體和業務軟體兩部分。感測器部分包括接收器、發射器和控制處理器等；採集器包括接口單元、中央處理單元、存儲單元等；支架部分包括立柱和底座。為保證設備良好運行還應包括供電電源、電源防雷器和蓄電池等；且可選配無線通信模組。
感測器：包括發射器、接收器和控制處理器等。
數據採集器：指數據採集箱，內含接口單元、中央處理單元、存儲單元和顯示單元等。數據採集箱可以安裝在室內，也可以安裝在室外。
系統電源：電源為直流12V。配有蓄電池，並對蓄電池浮充充電，以備市電停電時可由蓄電池供電，也可以配置輔助電源（包括太陽能、風能）對蓄電池充電。在沒有市電的情況下，後備蓄電池應能保證感測器（在不加熱狀態下）、採集器及傳輸模組至少7天正常工作。
信接口與通訊模組：連線採集器與計算機、計算機與中心站、採集器與中心站等的通信連線設備。通信接口使用RS-232或RS-485。通過外接無線傳輸模組，可以擴展通信距離。無線傳輸模組的類型有 GPRS、CDMA等。無線傳輸時，可以實現多點傳輸，至少可同時將數據發到2個數據中心站。
採集軟體：由廠家提供，寫在採集器中。必須遵守本規範及其它氣象技術標準。能對感測器按預定的採樣頻率進行掃描和將獲得的電信號轉換成微控制器可讀信號，得到氣象變數測量值序列；對氣象變數測量值進行轉換，使感測器輸出的電信號轉換成氣象單位量，得到採樣瞬時值。
分類
根據散射角度的不同，散射儀又可分為3種：前向散射儀、後向散射儀和總散射儀。前向散射儀以其體積小、性能價格比高而得到廣泛套用，目前普遍套用的前向散射儀可分為單光路和雙光路兩種。
前向散射式能見度儀工作原理：其發射器以紅外LED作為光源，通過透鏡、經脈衝調製後光源照射到採樣空間，採樣空間內的氣溶膠粒子對光產生散射，散射量大小與氣溶膠粒子的尺寸、濃度相關，氣溶膠粒子的尺寸、濃度又與大氣能見度相關。散射光經濾光片濾出、接收器探測到前向散射信號，並根據一定角度上的散射信號與總散射量的關係確定總散射係數，由CPU通過專門算法轉化為能見度值。其具有如下優點：鏡頭污染對於測量效果的影響較小;探測範圍廣;結構緊湊,易於調整等。當然由於其也有一些先天的不足,比如因為採樣體積不大,所以對於一定範圍內能見度的測量可能會出現以點代面的問題;由於是用一定角度方向上的散射係數進行比例放大後代替總的散射係數,故在套用時會引入相對的誤差。
前向散射能見度儀的發射器與接收器在成一定角度和一定距離的兩端。接收器不能接收到發射器直接發射和後向散射的光，而只能接收大氣的前向散射光。通過測量散射光強度，可以得出散射係數，從而估算出消光係數。
