激光雨滴谱仪测试方法研究

张世国; 王敏; 方海涛; 王毛翠; 汪玮; 胡顺星

doi:10.3969/j.issn.1000-1158.2026.01.11

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计量学报 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (1) : 85-93. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2026.01.11

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激光雨滴谱仪测试方法研究

张世国 ¹^,²^,³ ,
王敏 ³ ,
方海涛 ³ ,
王毛翠 ³ ,
汪玮 ³ ,
胡顺星 ¹

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Research of Test methods for Laser Raindrop Spectrometer

ZHANG Shiguo ¹^,²^,³ ,
WANG Min ³ ,
FANG Haitao ³ ,
WANG Maocui ³ ,
WANG wei ³ ,
HU Shunxing ¹

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摘要

基于激光雨滴谱仪，提出了一种对雨滴直径和速度误差进行测试，以及降水现象识别准确率评估的新方法，并设计了一种能够模拟不同直径雨滴并调节下落高度的模拟装置。采用色斑法检验模拟雨滴均匀性，结果显示模拟相同类型的雨滴误差小于5%，雨滴谱仪测量模拟雨滴直径最大相对误差为7.4%，速度最大相对误差为6.6%。建立了一个降水现象模拟实验室，可以模拟毛毛雨、中等降雨、暴雨、雪和雨夹雪，并实现不同强度的降水情景。在模拟不同降水强度时，激光雨滴谱仪与人工测量值相比，雨量最大偏差17.8%，雨强最大偏差14.3%。将人工测量值作为参考，通过拟合得到校准函数，调整所得到的数据，在校准后最大偏差下降至8.5%。此外，在对不同直径降水模拟时，雨滴谱仪可以输出相应的雨滴谱分布。

Abstract

Based on the laser raindrop spectrometer tests， a new method for testing the raindrop diameter and velocity errors and evaluating the accuracy of precipitation phenomenon recognition is proposed， and a raindrop simulation device that can simulate raindrops of different diameters and adjust the falling height is designed. Splash pattern was used to check the uniformity of the simulated raindrops and the results showed less than 5% error for the same type of raindrops. The relative errors in diameter and velocity measured by the raindrop spectrometer were 7.4% and 6.6%. A precipitation phenomenon simulation laboratory was established to simulate drizzle， rain， snow， and rain mixed with snow， and to achieve simulation of different rainfall intensities. Simulating different rainfall intensities， the measured values of the raindrop spectrometer were less than those obtained by manual measurement， with maximum deviations of 17.8% for rainfall and 14.3% for rainfall intensity. The calibration function was obtained based on the manual measurements， and the maximum deviation decreased to 8.5% after calibration. In addition， when simulating precipitation with different diameters， the raindrop spectrometer could draw the corresponding raindrop spectrum.

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张世国, 王敏, 方海涛, 等. 激光雨滴谱仪测试方法研究[J]. 计量学报. 2026, 47(1): 85-93 https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2026.01.11

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中图分类号： TB937 TH74

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