Prezentare generală a senzorului de vizibilitate
Fiind echipamente de bază ale monitorizării moderne a mediului, senzorii de vizibilitate măsoară transmitanța atmosferică în timp real prin principii fotoelectrice și furnizează date meteorologice cheie pentru diverse industrii. Cele trei soluții tehnice principale sunt transmisia (metoda de bază), împrăștierea (împrăștiere directă/înapoi) și imagistica vizuală. Printre acestea, tipul de împrăștiere directă ocupă piața mainstream datorită performanțelor sale ridicate în materie de costuri. Echipamentele tipice, cum ar fi seria Vaisala FD70, pot detecta schimbările de vizibilitate în intervalul de la 10 m la 50 km cu o precizie de ±10%. Sunt echipate cu interfață RS485/Modbus și se pot adapta la medii dure de la -40 ℃ la +60 ℃.
Parametri tehnici de bază
Sistem de autocurățare a ferestrelor optice (cum ar fi îndepărtarea prafului prin vibrații ultrasonice)
Tehnologie de analiză spectrală multicanal (lungime de undă dublă 850nm/550nm)
Algoritm de compensare dinamică (corecție a interferențelor încrucișate între temperatură și umiditate)
Frecvența de eșantionare a datelor: reglabilă 1Hz~0.1Hz
Consum tipic de energie: <2W (alimentare 12VDC)
Cazuri de aplicații industriale
1. Sistem inteligent de transport
Rețeaua de avertizare timpurie pe autostrăzi
Rețeaua de monitorizare a vizibilității implementată pe autostrada Shanghai-Nanjing instalează noduri de senzori la fiecare 2 km în secțiunile cu incidență ridicată a ceții. Când vizibilitatea este <200 m, mesajul de limită de viteză de pe panoul informativ (120→80 km/h) este declanșat automat, iar când vizibilitatea este <50 m, intrarea în stația de taxare este închisă. Sistemul reduce rata medie anuală a accidentelor pe această secțiune cu 37%.
2. Monitorizarea pistei aeroportului
Aeroportul Internațional Daxing din Beijing utilizează o rețea triplă de senzori redundanți pentru a genera date privind raza vizuală pe pistă (RVR) în timp real. În combinație cu sistemul de aterizare instrumentală ILS, procedura de aterizare în orb de categoria III este inițiată când RVR < 550 m, asigurând o creștere a punctualității zborului cu 25%.
Aplicarea inovatoare a monitorizării mediului
1. Urmărirea poluării urbane
Biroul pentru Protecția Mediului din Shenzhen a înființat o stație comună de observare a vizibilității PM2.5 pe Autostrada Națională 107, a inversat coeficientul de extincție a aerosolilor în funcție de vizibilitate și a stabilit un model de contribuție a sursei de poluare în combinație cu datele privind fluxul de trafic, localizând cu succes gazele de eșapament ale vehiculelor diesel ca principală sursă de poluare (contribuție de 62%).
2. Avertizare privind riscul de incendii forestiere
Rețeaua de senzori compoziti de vizibilitate-fum implementată în zona forestieră Greater Khingan Range poate localiza rapid incendiul în 30 de minute prin monitorizarea scăderii anormale a vizibilității (>30%/h) și prin cooperarea cu detectarea sursei de căldură în infraroșu, iar viteza de răspuns este de 4 ori mai mare decât cea a metodelor tradiționale.
Scenarii industriale speciale
1. Pilotajul navei portuare
Contorul laser de vizibilitate (model: Biral SWS-200) utilizat în portul Ningbo Zhoushan activează automat sistemul automat de acostare (APS) al navei atunci când vizibilitatea este <1000 m și atinge o eroare de acostare de <0,5 m pe vreme de ceață prin fuzionarea radarului cu unde milimetrice cu datele de vizibilitate.
2. Monitorizarea siguranței tunelurilor
În tunelul autostradal Qinling Zhongnanshan, la fiecare 200 m este instalat un senzor cu parametri dubli pentru vizibilitate și concentrația de CO. Când vizibilitatea este <50 m și CO >150 ppm, planul de ventilație pe trei niveluri este activat automat, scurtând timpul de răspuns în caz de accident la 90 de secunde.
Tendința de evoluție a tehnologiei
Fuziune multi-senzor: integrarea mai multor parametri precum vizibilitatea, PM2.5 și concentrația de carbon negru
Edge computing: procesare locală pentru a obține un răspuns de avertizare la nivel de milisecundă
Arhitectură 5G-MEC: suport pentru rețele cu latență redusă pentru noduri masive
Model de învățare automată: stabilirea unui algoritm de predicție a probabilității accidentelor rutiere în funcție de vizibilitate
Planul tipic de implementare
Arhitectura „dual-machine hot standby + alimentare cu energie solară” este recomandată pentru scenarii de autostradă, cu o înălțime a stâlpului de 6 m și o înclinare de 30° pentru a evita lumina directă a farurilor. Algoritmul de fuziune a datelor trebuie să includă un modul de recunoaștere a ploii și a ceții (bazat pe corelația dintre rata de schimbare a vizibilității și umiditate) pentru a evita alarmele false în condiții de ploaie abundentă.
Odată cu dezvoltarea condusului autonom și a orașelor inteligente, senzorii de vizibilitate evoluează de la dispozitive de detectare unice la unități de percepție de bază ale sistemelor inteligente de luare a deciziilor în trafic. Cele mai recente tehnologii, cum ar fi Photon Counting LiDAR (PCLidar), extind limita de detectare sub 5 m, oferind un suport de date mai precis pentru gestionarea traficului în condiții meteorologice extreme.
Data publicării: 12 februarie 2025