CHƯƠNG I TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO KÍCH THƯỚC HẠT MƯA
1.3. Xây dựng bài toán nghiên cứu và nội dung công việc cần thực hiện
Ở mục 1.1, 1.2 đã chỉ ra những tồn tại trong nghiên cứu của D. V. Kiesewetter và V. I. Malyugin:
Về khoa học: Gặp sai số khi xác định các giá trị cực đại, cực tiểu của xung quang
điện. Chưa đề cập tới vấn đề hai xung có chồi xung khác nhau. Chỉ sử dụng một giá trị cực đại, cực tiểu để tính độ sâu điều chế nên việc để cho hai xung có chiều cao bằng nhau là điều cần thiết. Điều này rất khó khăn vì trong thực tế để hai xung bằng nhau cần khử được các nhiễu về quang, nhiễu về điện cũng như sai số cơ khí. Khó khăn khi muốn mở rộng dải đo về phía hạt nhỏ.
Về cơng nghệ:
- Dải đo hạt cỡ mm, sử dụng nguồn sáng LED hồng ngoại 850nm khó hiệu chỉnh quang. - Khoảng cách giữa các khe cần phải nhỏ hơn đường kính hạt nhỏ nhất muốn đo nên khó khăn khi muốn mở rộng dải đo về phía hạt nhỏ.
- Cơ cấu gá đỡ và hiệu chỉnh quang khó
- Phân tích tín hiệu đo trên máy tính khiến mơ hình cồng kềnh. Từ những phân tích trên, bài tốn được đặt ra là:
Nâng cao độ chính xác của phương pháp đo kích thước hạt mưa bằng hai dải sáng chiếu tới cảm biến quang trên mơ hình đo kích thước hạt do D. V. Kiesewetter
và V. I. Malyugin đề xuất. Cụ thể:
Về khoa học: Đề xuất biểu thức tốn học tính kích thước hạt mưa, vận tốc hạt mưa
để nâng cao độ chính xác của kết quả đo dựa trên việc phân tích xung quang điện thu được.
Về công nghệ: Đề xuất hồn thiện cơng nghệ bằng một kết cấu phần cứng giảm
thiểu được nhiễu quang học, dễ chế tạo, dễ hiệu chỉnh quang, dễ bảo trì, bảo dưỡng có thể hoạt động được ngồi trời và kết nối thành hệ thống khí tượng.
Về thực tiễn: Chế tạo được thiết bị đo các thơng số hạt mưa có khả năng hoạt động
được ngoài trời và bước đầu đưa ra phương pháp xử lý đánh giá các thông số hạt mưa, thông số trận mưa ứng dụng trong ngành khí tượng, khí quyển.
Dải đo kích thước hạt: 0,5mm ÷ 6mm là dải kích thước hạt mưa phổ biến.
Về phần vận tốc, luận án khơng đánh giá độ chính xác do trong thời gian thực hiện luận án gặp nhiều khó khăn về thiết bị đối chứng có độ chính xác cao.
Từ bài tốn đưa ra, dự kiến nội dung công việc thực hiện:
- Nghiên cứu mơ hình tốn học thống kê để khảo sát, tìm mối liên quan giữa xung quang điện với kích thước tương đương và vận tốc của hạt.
- Sử dụng lý thuyết mô phỏng để thực hiện nhúng thuật toán, biểu thức xử lý dữ liệu mới trên vi xử lý và thiết bị để thử nghiệm.
- Sử dụng nguyên lý thiết kế máy và lý thuyết thực nghiệm để chế tạo thiết bị đo mưa có khả năng làm việc ngồi thực địa. Đánh giá các kết quả thử nghiệm và kết luận về tính hiệu quả của thuật tốn được đề xuất.