一種簡易的透射式能見度測量裝置的設計方案

　　0 引言

　　能見度即目標物的能見距離，是指觀測目標物時，能從背景中分辨出目標物的最大距離。近年來，由于種種原因，世界各地大氣能見度越來越低，溫室效應也日趨明顯，霧霾、沙塵暴等成為人們熱議的話題，國防工業生產和百姓日常生活都受到極大影響。加強空氣中CO2和能見度測量迫在眉睫。

　　目前國際上已經研制出的能見度儀器有透射式和散射式兩大類，而我國能見度測量儀器的研究還未成熟。

　　本文提出一種簡易的透射式能見度測量裝置的設計方案，同時配備CO2 檢測功能。利用單片機控制，集測量、顯示于一體，儀器簡單實用，測量結果一目了然。體積小易攜帶，數據實時性好，靈活度大。實驗驗證，本方案基本滿足日常生活所需。

　　1 測量裝置原理及構成框圖

　　該裝置包含了能見度測量系統和CO2 測量系統，如圖1所示。

　　光的衰減是由沿光束路徑上微粒的散射和吸收造成的，在能見度測量系統中，激光發射管發射激光，硅光電池檢測采樣空間內水平空氣柱的光透過率，光信號轉換成電壓信號，此時電壓的變化即反映了能見度的變化，本裝置通過單片機控制多個LED燈，直觀反映被測環境能見度的大小。在CO2 測量系統中，CO2 傳感器使用MG811，該傳感器采用固體電解質電池原理，采樣傳感器敏感電極與參考電極間的電勢差（EMF），該電勢差經過放大和溫度補償輸入單片機，公式修正轉換成CO2濃度值并通過LCD液晶屏顯示，用蜂鳴器對高濃度CO2條件報警。

　　2 硬件和軟件設計

　　2.1 硬件設計

　　該裝置硬件電路可分為信號采集電路、控制電路和顯示電路三部分，該裝置主要功能框圖如圖2所示。

　　其中信號采集電路包括激光發射端、光敏接收端和CO2 傳感電路，用于采集待測信號?？刂齐娐窞樾盘柗糯箅娐泛蛿祿刂铺幚韱卧?，用于對采樣到的數據進行分析和處理。顯示電路包括能見度分級顯示電路、CO2 濃度顯示和報警電路，實時輸出結果，直觀反映當前環境的能見度和CO2 濃度。系統主要功能電路圖如圖3所示。