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专利号: 2021109883363
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于海雾偏振传输的模拟装置,其特征是:包括发射装置(1)、接收装置(2)、主箱体(3)、光线自动对准系统(4)、水雾层标定系统(5)、盐雾层标定系统(6)和气溶胶层标定系统(7),

所述主箱体(3)的内部从上到下依次间隔设置有气溶胶层透镜隔板(31)、水雾层透镜隔板(32)和盐雾层透镜隔板(33)将主箱体(3)的内部从上到下分成气溶胶层、水雾层、盐雾层和空层;

所述光线自动对准系统(4)包括半导体感光板(41)、第一控制装置(42)和平面螺旋轨道(43);所述半导体感光板(41)设置于主箱体(3)的内顶部;所述平面螺旋轨道(43)设置于主箱体(3)的内底部;所述第一控制装置(42)分别与半导体感光板(41)以及平面螺旋轨道(43)电性连接;

所述发射装置(1)安装于平面螺旋轨道(43)上,发射装置(1)包括激光器(11)、液晶光调制器SLM(12)、衰减片(13)、起偏器(14)和λ/4玻片(15);所述激光器(11)、液晶光调制器SLM(12)、衰减片(13)、起偏器(14)和λ/4玻片(15)依次同光轴布置;

所述接收装置(2)设置于主箱体(3)的上部,接收装置(2)包括分光棱镜(21)、偏振态测量仪(22)、光功率计(23)和电脑(24);所述分光棱镜(21)接收发射装置(1)发射的光线并将入射光线分成两束,一束传输至偏振态测量仪(22),另一束传输至光功率计(23);所述电脑(24)分别与偏振态测量仪(22)以及光功率计(23)电性连接;

所述水雾层标定系统(5)包括水雾发生装置(51)、湿度仪(52)、温度仪(53)和水汽压测定仪(54);所述水雾发生装置(51)与水雾层连通,水雾发生装置(51)与电脑(24)电性连接;

所述湿度仪(52)、温度仪(53)和水汽压测定仪(54)均固定安装在水雾层内部,湿度仪(52)、温度仪(53)和水汽压测定仪(54)分别与电脑(24)电性连接;

所述盐雾层标定系统(6)包括盐雾发生装置(61)、氯离子吸收器(62)和第二光功率计(63);所述盐雾发生装置(61)与盐雾层连通,盐雾发生装置(61)与电脑(24)电性连接;所述氯离子吸收器(62)和第二光功率计(63)均固定安装在盐雾层内部,氯离子吸收器(62)和第二光功率计(63)分别与电脑(24)电性连接;

所述气溶胶层标定系统(7)包括气溶胶发生装置(71)、能见度仪(72)和马尔文粒度仪(73);所述气溶胶发生装置(71)与气溶胶层连通,气溶胶发生装置(71)与电脑(24)电性连接;所述能见度仪(72)和马尔文粒度仪(73)固定安装在气溶胶层内部,能见度仪(72)和马尔文粒度仪(73)分别与电脑(24)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于海雾偏振传输的模拟装置,其特征是:所述气溶胶层、水雾层和盐雾层的侧壁均设置有观察窗口和排气口。

3.一种用于海雾偏振传输的模拟装置的测试方法,利用权利要求1所述的一种用于海雾偏振传输的模拟装置,其特征是:包括以下步骤,并且以下步骤顺次进行,步骤一、实验环境准备

校准平面螺旋轨道(43)至零位,保证主箱体(3)内为全黑干燥环境;

步骤二、模拟气体发生

根据要模拟的海雾环境开启相应的气体发生装置,其中气溶胶发生装置(71)向气溶胶层的内部填充大气气溶胶粒子作为传输介质,水雾发生装置(51)向水雾层的内部填充水雾粒子作为传输介质,设定盐雾发生装置(61)的介质浓度,向盐雾层的内部填充以盐晶颗粒为内核的水雾粒子作为传输介质;

步骤三、调节发射端

开启发射装置(1),调节激光器(11)发射相应波段的激光,平行射入液晶光调制器SLM(12)中,液晶光调制器SLM(12)的出射激光依次经过衰减片(13)衰减,经过起偏器(14)变为偏振光,经过λ/4玻片(15)将偏振光变为圆偏振光;

步骤四、光线对准

所述圆偏振光依次从三层模拟海雾中穿过到达主箱体(3)的顶层,所述三层模拟海雾包括盐雾层、水雾层以及气溶胶层,光束落在半导体感光板(41)上,则光束未被接收装置(2)正确接收,半导体感光板(41)导通向第一控制装置(42)传送信号,第一控制装置(42)通过接收到的信号调整平面螺旋轨道(43)的偏转方向,进而控制发射装置(1)旋转相应的角度,直至半导体感光板(41)无光束入射,则光束被接收装置(2)正确接收,进行步骤五;

步骤五、雾层恒定调节

在电脑(24)设定雾浓度值,并通过湿度仪(52)、温度仪(53)以及水汽压测定仪(54)的实时检测变化值控制电脑(24)驱动水雾发生装置(51)喷雾;通过氯离子吸收器(62)和第二光功率计(63)实时检测变化值控制电脑(24)驱动盐雾发生装置(61)喷雾;通过能见度仪(72)和马尔文粒度仪(73)的实时检测变化值控制电脑(24)驱动气溶胶发生装置(71)喷雾;

各实时检测变化值均在设定阈值范围内,停止喷雾,等待一至两分钟以保证雾气稳定后进行步骤六;

步骤六、调节接收装置(2)

接收装置(2)接收到的光束入射到分光棱镜(21)中,分光棱镜(21)把光束分为两束,一束射入光功率计(23)的探头,用以在光功率计(23)上测试光功率,另一束射入偏振态测量仪(22)的探头,用以在偏振态测量仪(22)上接收偏振光的各测试值,电脑(24)记录各测试值;

步骤七、测试结束

关闭各装置,打开气溶胶层、水雾层、盐雾层的各排气口进行箱内排空。