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交通安全氣象站在復(fù)雜環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行，需通過(guò)抗干擾與防污染設(shè)計(jì)確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。其核心設(shè)計(jì)策略涵蓋光學(xué)、電磁、機(jī)械及環(huán)境適應(yīng)性等多個(gè)層面，形成多維度防護(hù)體系。
光學(xué)系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)是能見(jiàn)度監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵。能見(jiàn)度儀采用雙光路對(duì)稱結(jié)構(gòu)，發(fā)射端與接收端呈固定角度布局，通過(guò)對(duì)比參考光路與測(cè)量光路的信號(hào)差異，自動(dòng)消除光源衰減、鏡頭污染對(duì)數(shù)據(jù)的影響。例如，前向散射式能見(jiàn)度儀的發(fā)射光源采用脈沖調(diào)制技術(shù)，以10kHz頻率交替發(fā)射紅外光與背景光，接收端通過(guò)濾波算法提取有效散射信號(hào)，有效抑制太陽(yáng)輻射、車燈等環(huán)境光的干擾。同時(shí)，鏡頭表面鍍?cè)鐾改づc疏水膜，透光率提升至98%以上，并防止雨水、灰塵附著導(dǎo)致的測(cè)量誤差。
電磁兼容設(shè)計(jì)保障設(shè)備在高壓線路、無(wú)線通信基站等強(qiáng)電磁環(huán)境中的穩(wěn)定性。傳感器電路采用多層屏蔽結(jié)構(gòu)，外層為金屬外殼，內(nèi)層為導(dǎo)電膠填充，可屏蔽90%以上的外部電磁干擾。數(shù)據(jù)采集模塊的電源輸入端增設(shè)磁環(huán)與X/Y電容組合濾波器，抑制電網(wǎng)中的高頻噪聲;信號(hào)傳輸線采用雙絞線與屏蔽電纜結(jié)合的方式，并通過(guò)差分信號(hào)傳輸技術(shù)，將共模干擾抑制比提升至60dB以上。此外，設(shè)備接地系統(tǒng)采用獨(dú)立接地樁與等電位連接，確保雷擊等情況下的設(shè)備安全。
機(jī)械防污染設(shè)計(jì)聚焦于傳感器防護(hù)與自清潔。風(fēng)速風(fēng)向儀的超聲波探頭采用錐形防護(hù)罩，開(kāi)口角度小于30°，可阻擋直徑大于5mm的顆粒物進(jìn)入，同時(shí)通過(guò)高壓氣泵定時(shí)吹掃防護(hù)罩內(nèi)壁，防止積塵影響測(cè)量精度。路面狀況檢測(cè)器的紅外發(fā)射與接收窗口采用傾斜45°安裝，配合自動(dòng)旋轉(zhuǎn)刮板，可實(shí)時(shí)清除路面濺起的泥水、冰雪等污染物。溫濕度傳感器的探頭封裝在多孔金屬濾網(wǎng)內(nèi)，濾網(wǎng)孔徑為0.2mm，既能保證空氣流通，又能阻擋昆蟲(chóng)、樹(shù)葉等異物進(jìn)入。
環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)提升設(shè)備在條件下的可靠性。傳感器外殼采用304不銹鋼與工程塑料復(fù)合結(jié)構(gòu)，耐腐蝕等級(jí)達(dá)到IP68，可在-40℃至+85℃環(huán)境中穩(wěn)定工作。部分站點(diǎn)配備加熱模塊，當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，防止鏡頭結(jié)霜或傳感器凍結(jié);在沙塵暴頻發(fā)區(qū)域，設(shè)備進(jìn)氣口增設(shè)三級(jí)過(guò)濾裝置，可過(guò)濾99%以上的PM10顆粒物，確保內(nèi)部電路清潔。
