参赛项目说明书-大学物理试验-北京邮电大学.PDFVIP

2012 年北京市 大学生物理实验竞赛 参赛项目说明书 参赛学校 北京邮电大学 参赛题目 空气能见度及其他物理量的测量研究 组队负责人 聂梦松 组队成员 符荣鑫 郑玉峰 北京市大学生物理实验竞赛组委会制 2012 年5 月 参赛题目 空气能见度及其他物理量的测量研究 负责人姓名 性别 出生年月 专业 年级 聂梦松 男 1992.02 自动化 10 级 手机，email 手机 Email：1548654785@ 队员姓名 性别 出生年月 专业 年级 符荣鑫 男 1991.12 自动化 10 级 郑玉峰 男 1992.01 自动化 10 级 （以下内容可加页，控制在 3-5 页） 设计原理与方法： 1.对气压，、温度、湿度、CO浓度的测量 使用热敏电阻、湿敏电容、CO 浓度传感器，气压传感器配合单片机与 LCD 显示屏 组成电路测量相应的指标值显示。实现实时准确的对气压，温湿度，CO 气体浓度的测 量。 根据测得的空气物理量数值，我们做了相应的分析提醒。实验者可以选择室内室外 两种不同的测量环境，对于不同的模式，我们的装置提供了不同的分析，如室内环境相 对湿度在40%以下时，液晶显示屏会配合自带的声鸣装置提醒用户给室内加湿，为设备 提供了应用价值与可进一步开发的空间。 2.对空气能见度的测量 能见度用气象光学视程表示。气象光学视程是指白炽灯发出色温为2700K的平行光 束的光通量，在大气中削弱至初始值的5%所通过的路径长度。在一般大气窗口频率下， 气体分子的散射和吸收是相当小的，激光衰减可以忽略。但是当大气能见度较低时，比 如水汽凝结核成为云、雾的一部分，空气很大程度上引起了激光的衰减。因此，对于激 光在云、雾、烟中传输时，激光的衰减相当大，我们正是考虑这个因素，通过激光透射 后光强的衰弱来测量空气的能见度。 我们制作的空气能见度测量仪采用透射法的原理，透射法采用收发端分离的形式， 它检测的是光在传播时因大气中微粒的消光作用衰减后的光强。其原理如图所示 发射端 接收端 处理端 图 1-1 透射法测能见度原理图 如图，若光源发射功率为 P0，传播距离为 l，光电探测器接收功率为 P1，假定接 收系统的视场角大于激光的束散角，根据 Bougner—Lambert 定律与 Knlse 修订参数， 空气能见度v可表示为： 3.4587l v ln(P 0 / P1) 1 显然，光源发射功率P0一定，接收的功率越低，则能见度V越低。透射法所遵循的 光路与定义一致，因而环境条件(如，雨、雪等)对其测量结果影响较小。同时，透射法 具有采样体积大，测量精度高的优点。 目前已有的测量空气能见度的透射仪，由于其结构庞大，使用安装不便、仪器采用 的反射器加工难度大，且误差很难克服