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Português 기상학, 교통, 환경 모니터링 분야에서는 시정을 정확하게 평가하는 것이 매우 중요합니다. 공항 활주로를 가로지르는 안개든 고속도로를 스모그로 뒤덮든, 시정 불량은 심각한 안전 위험을 초래할 수 있습니다. 바로 이 지점에서 시정 센서가 중요한 역할을 합니다. 대기를 통해 얼마나 멀리 볼 수 있는지를 실시간으로 지속적으로 측정하는 작지만 필수적인 기술인 시정 센서는 대기를 통과하는 시야를 확보하는 데 매우 중요합니다.
가시성 센서란 무엇인가요?
가시성 센서는 다음을 측정하는 기상 계측기입니다. 대기 가시성, 특히 기상 광학 범위 (MOR)—지평선 하늘을 배경으로 크고 어두운 물체가 겨우 보일 수 있는 거리. 이 장치는 기상 관측소, 도로 안전 시스템부터 선박 항해, 풍력 발전 단지에 이르기까지 다양한 분야에 필수적입니다.
현대 가시성 센서는 다음을 기반으로 합니다. 전방 산란 원리기존 투과계에서 크게 발전한 제품입니다. 더 작고, 전력 소모가 적으며, 설치가 용이하여 고정형 기지국과 드론을 포함한 이동형 플랫폼 모두에 적합합니다.
가시성 센서는 어떻게 작동하나요?
가시성 센서의 핵심 작동 원리는 다음과 같습니다. 적외선 산란이 시스템은 일반적으로 다음으로 구성됩니다.
- 에이 광 송신기 펄스형 적외선을 방출하는
- 에이 수화기 공기 중의 입자(안개, 먼지, 연기 또는 비 등)로 인해 발생하는 전방 산란광을 감지합니다.
- 그리고 마이크로프로세서 수신된 신호를 해석합니다.
광선이 대기를 통과할 때, 공기 중 입자는 빛의 일부를 수신기 쪽으로 산란시킵니다. 산란되는 빛의 양은 입자 농도와 직접적인 관련이 있습니다. 입자가 많을수록 산란이 심해져 가시성이 낮아집니다. 시스템은 이 데이터를 다음과 같은 잘 확립된 모델 기반 알고리즘을 사용하여 MOR 값으로 변환합니다. 코슈미더 방정식:
MOR(km) = 2.996 / σ,
여기서 σ는 대기 소광 계수입니다.
이 방법을 사용하면 일반적으로 5m에서 80km에 이르는 범위에 걸쳐 가시성을 안정적으로 측정할 수 있습니다.
전방 산란계 vs. 투과계
전방 산란 센서는 빛의 완전 소멸을 측정하지 않고 대신 다음에 초점을 맞춘다는 점에 주목할 가치가 있습니다. 고정 각도에서의 산란 계수 (보통 42°). 투과계가 알려진 거리에 걸쳐 완전 소광도를 측정하는 반면, 전방 산란 센서는 이 고정된 각도에서 산란된 빛으로부터 가시성을 추론합니다.
이러한 차이는 존재하지만, 실제 사용 시, 특히 시정이 100km 미만일 때 결과는 밀접한 상관관계를 보입니다. 이는 일반적인 대기 조건에서 입자의 산란(흡수보다는)이 시정 저하를 좌우하기 때문입니다.
고급 디자인 기능
고성능 가시성 센서에는 다음과 같은 여러 가지 엔지니어링 최적화가 포함되어 있습니다.
- 아래쪽을 향한 광학 렌즈 비나 먼지로 인한 오염을 방지하기 위한 보호막이 있습니다.
- 전자기 및 과전압 보호혹독한 환경에서도 안전하고 안정적인 작동을 보장합니다.
- 고속 샘플링 혼합비나 안개 등 날씨가 급격하게 변할 때 정확도를 높이기 위해.
- 부식 방지 하우징 합금 소재로 제작되어 해안이나 산업 환경에서도 장기간 실외 사용에 적합합니다.
- 낮은 전력 소모—0.5W~0.9W 정도로 태양광 발전소나 무인 항공기에 이상적입니다.
- 듀얼 출력 모드: 기존 시스템이나 클라우드 플랫폼에 유연하게 통합할 수 있는 RS485 및 Wi-Fi.
드론 및 소형 가시성 센서
기상 모니터링에 드론을 사용하는 사례가 증가함에 따라 초경량 소형 센서에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 예를 들어, 일부 소형 가시거리계는 무게가 60g 미만이고 전력 소모량이 1와트 미만이어서 고고도 또는 외딴 환경에서 작동하는 무인 항공기(UAV)에 적합합니다. 이러한 센서는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
- 매우 낮은 바람 저항
- 전자파 간섭에 대한 높은 저항성
- 넓은 작동 온도 범위(최저 -20°C, 고도 4000m까지)
산업 전반에 걸친 응용 프로그램
가시성 센서는 다양한 분야에서 필수적입니다.
- 공항 및 항공: 활주로 가시성은 이착륙에 매우 중요합니다.
- 고속도로와 터널: 가시성 데이터는 가변 속도 제한 및 경고 시스템에 공급됩니다.
- 해양 및 항만: 안전한 정박과 항해를 보장합니다.
- 기상 관측소: 자동 기상 관측소의 핵심 구성 요소입니다.
- 풍력 발전소: 터빈 유지관리 계획을 위한 먼지와 안개 모니터링.
- 산업 현장: 배출물이나 입자로 인한 가시성 문제를 감지합니다.
결론
가시성 센서 크기는 작지만 그 역할은 결코 작지 않습니다. 정밀한 광학 장치, 견고한 설계, 그리고 지능형 신호 처리 기술을 결합한 이 계측기는 고속도로 전봇대에 설치하든 드론에 실려 높이 날아오르든 상관없이 중요한 가시성 데이터를 실시간으로 제공합니다. 환경 인식 및 자동화에 대한 수요가 증가함에 따라 신뢰할 수 있는 가시성 모니터링의 중요성은 계속해서 높아질 것입니다.
