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Betriebsanleitung CHM 15k
4 Technische Beschreibung
Das Wolkenhöhenmessgerät CHM 15k wird hauptsächlich zur Bestimmung von Wolkenhöhen,
Wolkeneindringtiefen, des Bedeckungsgrades, der vertikalen Sichtweite und der Aerosolschicht
eingesetzt. Die berechneten Daten werden per Fernübertragung über digitale Standardschnittstellen
übertragen.
Der CHM 15k verwendet als Messprinzip die Lidar-Methode (Lidar: light detection and ranging): Kurze
Lichtimpulse, die von einem Mikrochip-Festkörperlaser erzeugt werden, werden in die Atmosphäre
emittiert, wo sie von Aerosolen, Tröpfchen und Luftmolekülen gestreut werden. Der Teil des Lichts, der
auf den Wolkenhöhenmesser zurückgestrahlt wird, wird weiter analysiert. Die Laufzeit der Laserpulse
wird gemessen und zur Berechnung der Entfernung des Streuereignisses verwendet.
Das Höhenprofil des rückgestreuten Signals wird analysiert, um die Rückstreuintensität β
Ausgabeparameter des Gerätes zu berechnen. Aus β
β
mit einer für die CHM 15k-Geräte gültigen Kalibrierungskonstante berechnet werden. Aus diesen
att
Daten werden die verschiedenen Zielparameter wie die Wolken- und die Aerosolschichthöhen berechnet.
Das CHM 15k Detektionssystem basiert auf einem Photonenzählverfahren. Es kann nur in Kombination
mit einem Laser verwendet werden, wie er im CHM 15k integriert ist. Die schmale Laserbandbreite
ermöglicht die Verwendung eines 1 nm (oder weniger) breiten optischen Filters vor dem Detektor, der
benötigt wird, um das Hintergrundlicht effizient zu unterdrücken und Daten über mehrere Minuten zu
mitteln. Die Mittelung von Signalen, um ein bestimmtes Signal-zu-Rauschverhältnis zu erreichen, ist
entscheidend für Lidar-Messungen, die Aerosolprofile erzeugen. Im Vergleich zu analogen
Messverfahren zeichnen sich diese Verfahren durch eine sehr hohe Detektionsgenauigkeit und
Empfindlichkeit aus. Die Technik ist auch robust gegen Störungen im Signal.
Das CHM 15k Wolkenhöhenmessgerät ist:
•
ein Kompaktgerät, inklusive Heizungs- und Fensterlüfter
•
unter den in den technischen Daten
Umgebungsbedingungen betriebsfähig
•
modular aufgebaut, zum Beispiel kann die Lasermesseinheit (LOM) innerhalb des Gerätes durch
eine andere LOM im Feld ausgetauscht werden
•
ein für den 24/7 Dauerbetrieb ausgelegtes Gerät
4.1 Aufbau des CHM 15k
Das Gehäuse des CHM 15k besteht aus korrosionsfestem Aluminium und ist zweischalig aufgebaut.
Die Außenschale hat die Aufgabe, die äußeren Einflüsse
•
Sonnenstrahlung
•
Wind
•
Regen
•
Schnee
auf das die Messeinheit tragende Innengehäuse zu dämpfen. Die zwischen Außenschale und
Innengehäuse vorhandene Kaminwirkung unterstützt diesen Prozess.
Die Gehäusehaube schützt das Innengehäuse vor Schmutz und Niederschlag.
In der Gehäusehaube ist die Öffnung für Laseraustritt und Lasereintritt enthalten. Die Trennwand in der
Haube entkoppelt den Sendebereich von dem empfindlichen Empfangsbereich. Ein Luftleitblech im
Haubeninneren leitet den Luftstrom von beiden Lüftern direkt auf die Glasscheiben des Innengehäuses.
Das
Innengehäuse trägt
Kabeldurchführungen für Datenleitung, Stromzufuhr, Erdung und Anschluss der außenliegenden Lüfter
werden
über
Stopfbuchsen realisiert. Zum
Druckausgleichselement mit einer Goretex
Den oberen Abschluss des Innengehäuses bildet ein zweigeteiltes Sichtfenster aus entfärbtem Floatglas.
Die Scheiben sind im Brewsterwinkel geneigt. Damit ist ein verlustarmer Laser-Lichtdurchtritt und eine
optimale Selbstreinigung der Scheiben gewährleistet. Die Scheibenreinigung wird durch die an der
Rückseite des Gerätes angeordneten Lüfter unterstützt: Im Stunden-Rhythmus und bei Regen / Schnee
werden die Lüfter zugeschaltet. Die Lüfter werden ebenfalls zur Wärmeabfuhr aus dem Innengehäuse
genutzt. Die Wartung der Lüfter erfolgt über die abnehmbare Rückwand des CHM 15k.
Die Außentür ermöglicht den Zugang zum Gehäuseinneren und zu den Glasscheiben, z. B. zu
Reinigungszwecken. Der Zugang in den Innenraum des Gerätes erfolgt über eine Innentür. Außen- und
Innentür sind mit unterschiedlichen Schließmechanismen gesichert. Die innere Gehäusetür darf nur vom
Servicepersonal der G. Lufft GmbH oder von autorisiertem und geschultem Personal des Kunden
geöffnet werden.
Technische Beschreibung
raw
die komplette Ausrüstung für
Druckausgleich besitzt das
®
-Membran.
11
kann der abgeschwächte Rückstreukoeffizient
(siehe
3 Technische Daten)
den Betrieb des
R13 / 07-2019
als ersten
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angegebenen
CHM 15k. Die
Innengehäuse ein
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