Overzicht van zichtbaarheidssensoren
Zichtbaarheidssensoren vormen de kern van moderne milieumonitoring en meten de atmosferische transmissie in realtime via foto-elektrische principes. Ze leveren essentiële meteorologische gegevens voor diverse industrieën. De drie belangrijkste technische oplossingen zijn transmissie (basislijnmethode), verstrooiing (voorwaartse/achterwaartse verstrooiing) en visuele beeldvorming. De voorwaartse verstrooiingsmethode domineert de markt vanwege de gunstige prijs-kwaliteitverhouding. Typische apparatuur, zoals de Vaisala FD70-serie, kan zichtbaarheidsveranderingen detecteren binnen een bereik van 10 meter tot 50 kilometer met een nauwkeurigheid van ±10%. Deze apparatuur is uitgerust met een RS485/Modbus-interface en kan functioneren in extreme omstandigheden van -40℃ tot +60℃.
Kerntechnische parameters
Optisch zelfreinigend venstersysteem (zoals stofverwijdering door ultrasone trillingen)
Multikanaals spectrale analysetechnologie (dubbele golflengte van 850 nm/550 nm)
Dynamisch compensatiealgoritme (correctie van kruisinterferentie tussen temperatuur en vochtigheid)
Gegevensbemonsteringsfrequentie: 1Hz~0,1Hz instelbaar
Typisch stroomverbruik: <2W (12VDC-voeding)
Toepassingsvoorbeelden uit de industrie
1. Intelligent transportsysteem
Snelwegwaarschuwingsnetwerk
Het zichtbaarheidsmonitoringsnetwerk op de snelweg Shanghai-Nanjing plaatst sensoren om de 2 km in gedeelten met een hoge kans op mist. Wanneer het zicht minder dan 200 meter is, wordt de snelheidslimiet op het informatiebord (120→80 km/u) automatisch aangegeven, en wanneer het zicht minder dan 50 meter is, wordt de toegang tot het tolstation gesloten. Het systeem verlaagt het gemiddelde aantal ongevallen per jaar op dit traject met 37%.
2. Monitoring van de start- en landingsbaan van de luchthaven
De internationale luchthaven Beijing Daxing maakt gebruik van een drievoudig redundant sensorsysteem om realtime gegevens over het zicht op de landingsbaan (RVR) te genereren. In combinatie met het ILS-instrumentlandingssysteem wordt de blindlandingsprocedure van categorie III ingezet wanneer de RVR < 550 meter, waardoor de punctualiteit met 25% toeneemt.
Innovatieve toepassing van milieumonitoring
1. Het traceren van stedelijke vervuiling
Het milieubeschermingsbureau van Shenzhen heeft een gecombineerd observatiestation voor zichtbaarheid en PM2.5 op de nationale snelweg 107 opgezet. De extinctiecoëfficiënt van aerosolen werd afgeleid uit de zichtbaarheid en in combinatie met verkeersstroomgegevens werd een model ontwikkeld voor de bijdrage van vervuilingsbronnen. Hieruit bleek dat uitlaatgassen van dieselvoertuigen de belangrijkste vervuilingsbron vormen (bijdrage 62%).
2. Waarschuwing voor risico op bosbranden
Het netwerk van sensoren dat zichtbaarheid en rook combineert en is ingezet in het bosgebied van het Grote Khingangebergte, kan binnen 30 minuten een brand lokaliseren door een abnormale afname van het zicht (>30%/uur) te monitoren in combinatie met infrarood warmtebrondetectie. De reactiesnelheid is vier keer hoger dan bij traditionele methoden.
Bijzondere industriële scenario's
1. Loodsdienst voor havenschepen
De laserzichtbaarheidsmeter (model: Biral SWS-200) die in de haven van Ningbo Zhoushan wordt gebruikt, activeert automatisch het automatische aanmeersysteem (APS) van schepen wanneer het zicht minder dan 1000 meter is. Door millimetergolfradar te combineren met zichtbaarheidsgegevens wordt een aanmeerfout van minder dan 0,5 meter bereikt bij mistig weer.
2. Tunnelveiligheidsmonitoring
In de Qinling Zhongnanshan-snelwegtunnel is elke 200 meter een sensor met dubbele parameter voor zichtbaarheid en CO-concentratie geïnstalleerd. Wanneer de zichtbaarheid <50 meter is en de CO-concentratie >150 ppm, wordt het drietrapsventilatieplan automatisch geactiveerd, waardoor de reactietijd bij een ongeval wordt verkort tot 90 seconden.
Trend in technologische evolutie
Multisensorfusie: integratie van meerdere parameters zoals zichtbaarheid, PM2.5 en roetconcentratie.
Edge computing: lokale verwerking voor een waarschuwingsrespons binnen milliseconden.
5G-MEC-architectuur: ondersteuning voor netwerken met lage latentie tussen een groot aantal knooppunten.
Machine learning-model: het ontwikkelen van een algoritme voor het voorspellen van de kans op verkeersongevallen op basis van zichtbaarheid
Typisch implementatieplan
De architectuur met twee machines in noodstroomvoorziening en zonne-energie wordt aanbevolen voor gebruik op snelwegen, met een masthoogte van 6 meter en een hellingshoek van 30° om directe koplampverblinding te voorkomen. Het datafusie-algoritme moet een module voor regen- en mistdetectie bevatten (gebaseerd op de correlatie tussen de verandering in zichtbaarheid en de luchtvochtigheid) om valse alarmen bij hevige regenval te voorkomen.
Met de ontwikkeling van autonoom rijden en slimme steden evolueren zichtbaarheidssensoren van afzonderlijke detectieapparaten naar kernperceptie-eenheden van intelligente verkeersbeslissingssystemen. De nieuwste technologieën, zoals Photon Counting LiDAR (PCLidar), verleggen de detectielimiet tot onder de 5 meter, waardoor nauwkeurigere gegevens beschikbaar komen voor verkeersmanagement in extreme weersomstandigheden.
Geplaatst op: 12 februari 2025