LHAASO-WFCTA中高靈敏度雨雪傳感器的研制

呂智驍，于正航，楊宜林，陳博旸，汪永福，陳 龍*，祝鳳榮，張 勇

(1. 西南交通大學(xué)，四川 成都 611756；2. 中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所，北京 100049)

高海拔宇宙線觀測(cè)站[1]是國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，也是世界上海拔最高、規(guī)模最大、靈敏度最高的宇宙射線探測(cè)裝置，主要由平方公里陣列(Square Kilometre Array, SKA)、水切倫科夫陣列(Water Cherenkov Detector Array, WCDA)和廣角切倫科夫陣列組成[2-4]。廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡陣列[5]包含18臺(tái)廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡，主要科學(xué)目標(biāo)是精確測(cè)量膝區(qū)宇宙線的成分及能譜，能量范圍覆蓋30 TeV到若干EeV[4]。由于廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡含裸露電子元件及光學(xué)元件[6]，在夜間工作時(shí)極易受到天氣的影響。如果在雨雪天氣時(shí)運(yùn)行，會(huì)對(duì)望遠(yuǎn)鏡造成不可逆的損壞，因此安排工作人員日夜值守，應(yīng)對(duì)突發(fā)情況。

基于以上因素，我們研制了高靈敏度雨雪傳感器。將其布置于廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡周圍的不同位置，能在下雨或下雪后及時(shí)判斷雨雪信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)望遠(yuǎn)鏡工作環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并反饋給工作人員，提高工作人員判斷的準(zhǔn)確性。這樣便能在無(wú)人值守的情況下及時(shí)知曉天氣情況，關(guān)閉望遠(yuǎn)鏡。

1 稻城天氣情況

稻城位于四川省西南部，青藏高原東南，橫斷山脈中部(圖1(a))，地處亞熱帶氣候帶。青藏高原地形復(fù)雜，地勢(shì)落差較大，屬于高原季風(fēng)氣候，一年中的晴朗天氣居多，夏天雨水豐富[7]。LHAASO站點(diǎn)的氣象站獲取的2021年氣象參數(shù)如圖1。稻城在5～9月份降雨量豐富(圖1(b))，而望遠(yuǎn)鏡也常選擇該時(shí)段進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。在其他時(shí)段，稻城少雨雪，如果有，也常在夜間降落，這給夜間值班人員帶來(lái)了挑戰(zhàn)，所以需要高靈敏度雨雪傳感器來(lái)及時(shí)反饋降雨情況，及時(shí)打開(kāi)或關(guān)閉望遠(yuǎn)鏡。……