概述

云/氣溶膠/降水組合探測系統(tǒng)（CAPS）是*的云粒子探測器。它包括三個DMT儀器以及溫度和相對濕度傳感器，并將其封裝在一個罐中。CAPS提供以下數(shù)據(jù)：

• 觀測氣溶膠粒子和云霧的流體尺寸，范圍從0.51到50μm

• 降水粒徑，可選范圍從25~1550μm，或15~930μm（15μm分辨率）

• 可選25~1550μm或15~930μm的顆粒圖像（15μm分辨率）

• 顆粒光學性質(zhì)（折射率）

• 粒子形狀評估（針對具有去極化特征的探針在水和冰之間的區(qū)分）

• 液態(tài)水含量為0.01~3 g / m³

• 飛機速度和高度

• 大氣溫度和壓力

該儀器取代了舊的PMS / PMI FSSP-100，F(xiàn)SSP-300,2D-C，2D-P和KLWC探頭。它可以固定現(xiàn)場，移動或空中進行采樣觀測。

工作原理

CAPS云/氣溶膠/降水組合探測系統(tǒng)中包括三個DMT儀器，分別是云成像儀（CIP），云和氣溶膠光譜儀（CAS）以及液體水分含量傳感器（Hotwire LWC）。

測量較大顆粒的CIP是通過準直激光束的粒子的陰影圖像被投影到64個光電探測器的線性陣列上來測量的。顆粒通過每個二極管上的亮度變化來記錄。光電探測器中記錄的變化是以與探測速度和儀器尺寸分辨率*的速率存儲的。粒子圖像從單個“切片”重建，其中切片是在給定時刻64個元素的線性陣列的狀態(tài)。一個切片必須存儲需要一定的時間間隔，粒子前進通過光束的距離等于探頭的分辨率?？蛇x的灰度成像可在每個光電探測器上提供三個級別的陰影記錄，從而提供有關(guān)顆粒的更詳細信息。

測量較小顆粒的CAS依賴于光散射技術(shù)而不是光成像技術(shù)。粒子散射光來自入射激光器的光，并且將在4~12°范圍內(nèi)散射的光收集并導入前向測量光電探測器。 測量此光來計算顆粒大小。后向散射光學器件還會測量168~176°范圍內(nèi)的光，從而可以確定球形粒子的粒子折射率的實際分量。

Hotwire LWC傳感器使用加熱感應線圈來估算液體含水量。系統(tǒng)將線圈保持在恒定的溫度（通常為125°C），并測量維持此溫度所需的功率。液滴在線圈表面蒸發(fā)并冷卻表面和周圍的空氣，所以需要更多的功率來維持溫度。 因此，這個功率讀數(shù)可以用來估算LWC。 LWC設(shè)計和可選的PADS軟件都具有確保LWC讀數(shù)不受傳導熱損失影響的功能。

功能

• 偏振功能

CAPS包括一個有偏振功能，在0.5~50μm范圍內(nèi)可以區(qū)分水和冰粒子傳感器。除了測量前向散射光之外，CAPS還使用兩個后向散射探測器測量S態(tài)和P態(tài)偏振。對于通常為液滴的球形粒子，入射光的偏振將保持不變，并且后向散射中的正交偏振不會產(chǎn)生任何信號。 根據(jù)顆粒的非球面性，正交偏振片會在后向散射檢測器中增強信號。

• PBP功能

CAPS包括0.51~50μm范圍內(nèi)的前292個PBP數(shù)據(jù)。PBP數(shù)據(jù)包括針對每個單獨粒子的前向散射，后向散射和偏振數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)用于計算能夠?qū)⒘Ｗ臃诸悶樗虮娜テ癖嚷省?/span>

• 灰度成像

灰度成像可以提供有關(guān)單尺度成像遺漏的顆粒成分的詳細信息。特別是，灰度成像在每個光電檢測器上提供了三個級別的陰影記錄。下側(cè)的圖片顯示用灰度成像（靠近右側(cè)）和單次成像（右側(cè)）記錄的相同粒子。