基于DSP的前向能見度儀測量原理

能見度是指目標(biāo)物的能見距離，即指觀測目標(biāo)物時(shí)，能從背景中辨認(rèn)出目標(biāo)物的最大距離。它是一個(gè)復(fù)雜的心理、物理現(xiàn)象，主要受制于懸浮在大氣中的固體和液體微粒引起的大氣消光系數(shù)，消光主要由光的散射而非吸收引起所造成的。能見度的測定主要受目標(biāo)物光學(xué)特性、背景光學(xué)特性、自然界照明、大氣透明度等較多因素的制約。人眼的對(duì)比視覺閾值ε=0.05，大氣消光系數(shù)σ的數(shù)值為人眼最敏感的波長λ=0.05μm的值，則能見度公式為：

　　其中V為能見度值，單位為m。

　　由式(1)可見，只要測量了大氣的消光系數(shù)就可以計(jì)算出大氣的能見度。本系統(tǒng)采用的光路如圖1所示。

　　假設(shè)大氣均勻分布，各向同性，吸收率為零，散射光強(qiáng)正比于散射系數(shù)，有如下公式：

　　其中Ф1為通過發(fā)射端透鏡的光通量，Ф2為通過接收端透鏡的光通量，S1為發(fā)射端透鏡的截面面積，S2為接收端透鏡的截面面積，α1為發(fā)射端透鏡到取樣空間的距離，α2為接收端透鏡到取樣空間的距離，U為取樣空間氣體的漫射體積，V為能見度。