| 摘要 | 第6-7页 |
| ABSTRACT | 第7页 |
| 目录 | 第8-11页 |
| 第1章 绪论 | 第11-26页 |
| 1.1 降水探测的重要意义 | 第11-14页 |
| 1.1.1 降水的形成机制与特征 | 第11-13页 |
| 1.1.2 降水粒子探测的意义 | 第13-14页 |
| 1.2 雨量计的发展及现状 | 第14-24页 |
| 1.2.1 雨量计发展历程 | 第14-16页 |
| 1.2.2 传统雨量检测方法 | 第16-19页 |
| 1.2.3 常用的光学检测方法 | 第19-21页 |
| 1.2.4 国内外光学检测雨量技术的发展现状 | 第21-24页 |
| 1.3 研究内容及目标 | 第24-25页 |
| 1.3.1 研究内容 | 第24页 |
| 1.3.2 研究目标 | 第24-25页 |
| 1.4 本文结构安排 | 第25-26页 |
| 第2章 光学雨量传感器的系统构成及基础实验 | 第26-39页 |
| 2.1 光学系统的设计及部件选择 | 第26-32页 |
| 2.1.1 探测方式选取 | 第26-27页 |
| 2.1.2 探测器的比较及选择 | 第27-29页 |
| 2.1.3 光源的选择及其特性分析 | 第29页 |
| 2.1.4 系统中透镜的选择方案 | 第29-32页 |
| 2.2 光学雨量检测系统搭建方案 | 第32-33页 |
| 2.3 系统基础检测实验 | 第33-37页 |
| 2.3.1 细丝遮挡实验 | 第33-34页 |
| 2.3.2 钢球模拟实验 | 第34页 |
| 2.3.3 滴水模拟实验 | 第34-35页 |
| 2.3.4 纸屑下落模拟实验 | 第35-36页 |
| 2.3.5 光学斩波器测试线阵CMOS行扫速度实验 | 第36-37页 |
| 2.4 小结 | 第37-39页 |
| 第3章 影响系统检测精度各因素的理论分析 | 第39-58页 |
| 3.1 光学系统硬件对检测的影响 | 第39-42页 |
| 3.1.1 光源的不稳定性影响系统 | 第39-40页 |
| 3.1.2 光束的不均匀和发散 | 第40-41页 |
| 3.1.3 光电探测器产生的误差 | 第41-42页 |
| 3.2 边界衍射的影响 | 第42-49页 |
| 3.2.1 巴比涅原理 | 第43-44页 |
| 3.2.2 边界衍射效应理论推导 | 第44-46页 |
| 3.2.3 发散球面波照射在边界上衍射的推导 | 第46-48页 |
| 3.2.4 单色平行光照射球形与椭球形粒子的边界衍射分析 | 第48-49页 |
| 3.3 探测光的衰减 | 第49-58页 |
| 3.3.1 散射对探测光的影响 | 第49-55页 |
| 3.3.2 吸收对探测光的影响 | 第55-58页 |
| 第4章 提高光学传感器检测精度的方法 | 第58-80页 |
| 4.1 光学雨量传感装置工作流程 | 第58-59页 |
| 4.2 系统硬件改进 | 第59-63页 |
| 4.2.1 激光光源功率的反馈调节 | 第59-60页 |
| 4.2.2 抑制线阵CMOS传感器噪声理论分析 | 第60-63页 |
| 4.3 光束整形系统的设计 | 第63-69页 |
| 4.3.1 光束不均匀性的改善方法 | 第63-64页 |
| 4.3.2 片光发散误差改善方法 | 第64-69页 |
| 4.4 光的衍射影响的修正 | 第69-77页 |
| 4.4.1 MATLAB模拟衍射及分析 | 第69-71页 |
| 4.4.2 不同尺寸细丝在不同检测区域中的实测 | 第71-73页 |
| 4.4.3 实际测量中衍射结果修正 | 第73-77页 |
| 4.5 对光的衰减影响的修正 | 第77-80页 |
| 第5章 总结与展望 | 第80-82页 |
| 致谢 | 第82-83页 |
| 参考文献 | 第83-87页 |
| 附录 攻读硕士学位期间取得的学术成果 | 第87页 |