一种用于偏振激光传输特性测试的烟雾环境模拟装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了在复杂环境下偏振激光传输规律的烟雾箱模拟装置，它包含烟雾模拟池，该烟雾模拟池两端安装有激光发射窗口和与其对应的激光接收窗口以及安装在其两侧的烟雾气体进气口、气体排气口、测试仪器窗口和空调口，所述的激光发射窗口外部安装有激光发射装置，所述的激光接收窗口外部安装有激光接收测试装置，所述的烟雾气体进气口连接有烟雾发生装置，所述的测试仪器窗口外部安装有烟雾检测装置，所述的空调口连接温湿度调节装置。本发明通过研究烟雾箱模拟装置，可用于可见光波段，近红外、长波红外。
【专利说明】一种用于偏振激光传输特性测试的烟雾环境模拟装置
【技术领域】
[0001] 本发明是基于烟雾发生及颗粒检测系统，用于复杂环境下偏振激光传输特性模拟 与综合测试，属于光电检测领域。
【背景技术】
[0002] 在大气偏振激光通信中，由于大气的吸收、散射、湍流等影响，偏振激光束在传输 过程中将出现衰减、闪烁、偏移、强度和相位起伏等现象，使通信质量受到影响。严重时，可 能使偏振激光通信无法进行。而在光通信中研究影响光传输质量的尤以烟尘，雾霾及其他 细小颗粒等作用明显。
[0003] 国内外对激光传输特性进行过大量模拟测试，多以单一模拟为主。测试介质一般 为沙尘，或者为水雾。例如对雾的模拟，由控制水汽发生装置电压，达到雾气浓度的要求。又 例如使用发烟剂，经过燃烧后产生烟雾效果。可见传统测定方法模拟真实情况单一，可适用 的范围小，不可定量定性分析，并且无法对模拟的介质形成统一的标准，不利于开展对激光 在复杂环境下传输规律。
【发明内容】
[0004] 本发明是为了更加真实地模拟偏振激光在复杂烟雾环境传输中，烟雾的浓度、颗 粒粒径、温湿度对偏振激光传输结果的影响，探索偏振激光在复杂环境中传输规律，提高仿 真实验的准确性、方便性、可重复性，用于多学科交叉实验为目的，提出了在复杂环境下偏 振激光传输规律的烟雾箱模拟装置。
[0005] 为了解决【背景技术】中所存在的问题，它包含烟雾模拟池1，该烟雾模拟池1两端安 装有激光发射窗口 7和与其对应的激光接收窗口 8以及安装在其两侧的烟雾气体进气口 9、 气体排气口 10、测试仪器窗口 12和空调口 13,所述的激光发射窗口 7外部安装有激光发射 装置2,所述的激光接收窗口 8内安装有激光接收测试装置3,所述的烟雾气体进气口 9连 接有烟雾发生装置4,所述的测试仪器窗口 12外部安装有烟雾检测装置5,所述的空调口 13 连接温湿度调节装置6。
[0006] 所述的激光接收测试装置3包含光谱仪3-1、能量计3-2、偏振态测量仪3-3和成 像相机3_4。
[0007] 所述的烟雾发生装置4包括气溶胶发生器4-1、超声波雾化器4-2和燃烧气体发生 器 4-3。
[0008] 所述的烟雾检测装置5包括粉体采样仪器5-1、能见度测试仪器5-2、烟雾浓度测 试仪器5-3和烟雾颗粒粒径测试仪器5-4组成。
[0009] 所述的温湿度调节装置6包括自动气象装置6-1和空调6-2。
[0010] 所述的烟雾模拟池1内安装有搅拌风扇11。
[0011] 由于采用了以上技术方案，本发明具有以下有益效果：通过研究烟雾箱模拟装置， 可用于可见光波段，近红外、长波红外。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 为了更清楚地说明本发明，下面将结合附图对实施例作简单的介绍。
[0013] 图1是本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将 结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0015] 实施例1
[0016] 参看图1，它包含烟雾模拟池1，该烟雾模拟池1两端安装有激光发射窗口 7和与 其对应的激光接收窗口 8以及安装在其两侧的烟雾气体进气口 9、气体排气口 10、测试仪器 窗口 12和空调口 13,所述的激光发射窗口 7外部安装有激光发射装置2,所述的激光接收 窗口 8内安装有激光接收测试装置3,所述的烟雾气体进气口 9连接有烟雾发生装置4,所 述的测试仪器窗口 12外部安装有烟雾检测装置5,所述的空调口 13连接温湿度调节装置 6〇
[0017] 所述的激光接收测试装置3包含光谱仪3-1、能量计3-2、偏振态测量仪3-3和成 像相机3_4。
[0018] 所述的烟雾发生装置4包括气溶胶发生器4-1、超声波雾化器4-2和燃烧气体发生 器 4-3。
[0019] 所述的烟雾检测装置5包括粉体采样仪器5-1、能见度测试仪器5-2、烟雾浓度测 试仪器5-3和烟雾颗粒粒径测试仪器5-4组成。
[0020] 所述的温湿度调节装置6包括自动气象装置6-1和空调6-2。
[0021] 所述的烟雾模拟池1内安装有搅拌风扇11。
[0022] 实施例2
[0023] 所述的烟雾模拟池1整体由不锈钢钢板所围成的长2. 5m，宽2. 5m，高1. 2m的长方 体结构，其内壁上涂覆有吸光材料；
[0024] 在烟雾模拟池中模拟的烟雾环境进行激光传输特性测试，其测试方法的步骤，如 下：
[0025] 1、预设试验环境：通过自动气象装置6-1，测量烟雾模拟池内温湿度，使用空调 6-2调节烟雾箱内温湿度。
[0026] 2、发生模拟烟雾：根据要模拟的烟雾环境开启相应烟雾发生装置4。
[0027] 3、监控烟雾状态：打开进气口 9,烟雾模拟池1充满烟雾气体，然后打开搅拌风扇 11，将烟雾充分搅拌均匀；使用烟雾检测装置5测量和监测烟雾池内雾气浓度、颗粒大小、 能见度、颗粒成分等参数。
[0028] 4、由激光发射装置2发射激光，由激光接收测试装置3接收激光，光谱仪3-1检测 激光光谱，能量计3-2检测激光能量，偏振态测量仪3-3检测激光偏振状态，成像相机3-4 对激光光斑进行成像采集。
[0029] 5、进行循环试验：试验结束后，改变烟雾的浓度和颗粒大小等实验条件，继续进行 测量；或改变烟雾的种类，继续进行测量。
[0030] 6、在激光传输特性测试结束后，关闭激光发射装置2和相应的激光接收测试装置 3 ;关闭烟雾气体发生装置4 ;关闭烟雾检测装置5,打开气体排气口 10排空气体，清理烟雾 池。
[0031] 实施例3
[0032] 在烟雾模拟池中模拟的烟雾环境进行激光传输特性测试，其实验的步骤，如下：
[0033] 1.预设试验环境：通过自动气象装置6-1，测量烟雾模拟池内温湿度，通过空调 6-2调节烟雾箱内温湿度，以满足所需的实验条件。
[0034] 2.发生模拟烟雾：根据要模拟的烟雾环境开启相应烟雾发生装置4,若要模拟大 气环境，选择气溶胶发生器4-1 ;若要模拟水雾环境，选择超声波雾化器4-2 ;若要模拟物质 燃烧产生的烟，选择燃烧气体发生器4-3。
[0035] 3.监控烟雾状态：打开进气口 9,使烟雾模拟池1内充满烟雾气体，打开搅拌风扇 11，将烟雾充分搅拌均匀；打开粉体采样仪器5-1、能见度测试仪器5-2、烟雾浓度测试仪器 5-3和烟雾颗粒粒径测试仪器5-4等。测量和监测烟雾池内雾气浓度、颗粒大小、能见度、颗 粒成分等参数。
[0036] 4.激光传输特性测试：由激光发射装置2发射激光，由激光接收测试装置3接收 激光，光谱仪3-1测试激光光谱，能量计3-2测试激光能量，偏振态测量仪3-3测试激光偏 振状态，成像相机3-4对激光光斑进行成像采集。
[0037] 5.循环试验：当一组试验结束后，可返回步骤3,改变烟雾的浓度和颗粒大小等实 验条件，继续进行测量；或返回步骤2改变烟雾的种类，继续进行测量。
[0038] 6.当激光传输特性测试结束后，关闭激光发射装置2,关闭激光接收测试装置3 ; 关闭烟雾气体发生装置4 ;关闭烟雾检测装置5,打开气体排气口 10排空气体，清理烟雾池。
[0039] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。
【权利要求】
1. 在复杂环境下偏振激光传输规律的烟雾箱模拟装置，其特征在于它包含烟雾模拟池 (1)，该烟雾模拟池（1)两端安装有激光发射窗口（7)和与其对应的激光接收窗口（8)以及 安装在其两侧的烟雾气体进气口（9)、气体排气口（10)、测试仪器窗口（12)和空调口（13)， 所述的激光发射窗口（7)外部安装有激光发射装置（2)，所述的激光接收窗口（8)内安装 有激光接收测试装置（3)，所述的烟雾气体进气口（9)连接有烟雾发生装置（4)，所述的测 试仪器窗口（12)外部安装有烟雾检测装置（5)，所述的空调口（13)连接温湿度调节装置 (6)。
2. 根据权利要求1所述的在复杂环境下偏振激光传输规律的烟雾箱模拟装置，其特征 在于所述的激光接收测试装置（3)包含光谱仪（3-1)、能量计（3-2)、偏振态测量仪（3-3) 和成像相机（3_4)。
3. 根据权利要求1所述的在复杂环境下偏振激光传输规律的烟雾箱模拟装置，其特征 在于所述的烟雾发生装置（4)包括气溶胶发生器（4-1)、超声波雾化器（4-2)和燃烧气体发 生器（4-3)。
4. 根据权利要求1所述的在复杂环境下偏振激光传输规律的烟雾箱模拟装置，其特征 在于所述的烟雾检测装置（5)包括粉体采样仪器（5-1)、能见度测试仪器（5-2)、烟雾浓度 测试仪器（5-3)和烟雾颗粒粒径测试仪器（5-4)组成。
5. 根据权利要求1所述的在复杂环境下偏振激光传输规律的烟雾箱模拟装置，其特征 在于所述的温湿度调节装置（6)包括自动气象装置（6-1)和空调（6-2)。
6. 根据权利要求1所述的在复杂环境下偏振激光传输规律的烟雾箱模拟装置，其特征 在于所述的烟雾模拟池（1)内安装有搅拌风扇（11)。
【文档编号】G01D21/02GK104089651SQ201410331244
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月6日 优先权日:2014年7月6日
【发明者】段锦, 付强, 刘伯愚, 李永亮, 姜会林 申请人:长春理工大学