Измеритель индикатрис рассеяния

Измеритель индикатрис рассеяния

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в оптических устройствах для измерений характеристик светорассеяния атмосферных аэрозолей. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерений. В исследуемый объем оптический сигнал с различных направлений поступает с задержкой. Задержка каждого из сигналов выбирается такой, чтобы импульсы, поступающие на входы приемных устройств с различных направлений, не перекрывались по времени. Один из приемников служит для калибровки, другой - для измерения индикатрис рассеяния. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1474525 А1 О 4 С 01 N 21/47

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4й

Сл

М

С

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4207992/31-25 (22) 09.03.87 (46) 23.04.89. Бюл. Р 15 (71) Казанский авиационный институт им. А.Н. Туполева (72) Г.И. Ильин, А.P. Насыров, П.Ю.Польская и В.Л. Филиппов (53) 535.361(088.8) (56) Агишев P.P., Ильин Г.И., Польс:кий Ю.Е. Измеритель индикатрис рассеяния.ИРА-10 000. В кн.: Всесоюзный симпозиум по распространению лазерного излучения в атмосфере.

Томск, 1981, с. 126.

Анализ точностных характеристик измерителя индикатрис рассеяния атмосферы. Журнал прикладной спектроскопии. 1983, т. 38, с. 880-887.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испольвано в оптических устройствах для измерений характеристик светорассеяния атмосферных аэрозолей.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности измерений индикатрис рассеяния (ИР) пространственно-неоднородных аэрозольных образований.

На фиг. 1 изображен измеритель

HP, общий вид; на фиг, 2 — устройство облучения.

Измеритель содержит импульсный излучатель 1, устройство 2 облучения, систему N зеркал 3, установленных в одной плоскости, первый 4 и второй 5 приемники излучения соответственно с (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНДИКАТОРА РАССЕЯНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в оптических устройствах для измерений характеристик светорассеяния атмосферных аэрозолей. Цель изобретения — повышение быстродействия и точности измерений. В исследуемый объем оптический сигнал с различных направлений поступает с задержкой.

Задержка каждого из сигналов выбирается такой, чтобы импульсы, поступающие на входы приемных устройств с различных направлений, не перекрыва лись по времени. Один из приемников служит для калибровки, другой — для измерения индикатрис рассеяния.

1 з.п. ф-лы, 2 ил. оптическими системами 6 и 7, блок 8 обработки сигналов и регистратор 9.

При этом оптическая ось системы 6 расположена в плоскости рассеяния, пересекающейся с рабочими поверхностями зеркал 3, а оптическая ось системы 7 перпендикулярна плоскости рассеяния и пересекается с оптической осью системы 6 в точке О.

Устройство 2 облучения содержит

Н светоделительны.-. элементов 10 и

N отражателей 11, а также (N-1) линий 12 задержек, установленных между светоделительными элементами 10.

Каждая из линий 12 задержки содержит систему К отражателей 13 (фиг.2), установленных по ходе луча излучения между двумя светоделительными э

1474525 тами, Расстояние между излучателями

1 выбирается с таким расчетом, чтобы длина пути излучения при отражении от зеркал между двумя светоделитель5 ными элементами создавала задержку во времени 3 (K — 1) l

) „

1О где С„ - длительность импуль а источника излучения; с — скорость света.

Измеритель ЫР работает следующим образом. 15

Импульс излучения мощности Р от излучателя 1 направляется в устройство 2 облучения, гд» последовательно проходит чере-; светоделительные элементы 10 и î pïõ;nåòñÿ от них. При этом установленные между ними линии

12 задержки создают время задержки между отраженными импульсами. Время задержки выбирается tэ большим, чем процолжительность импульса.

Импульсы P †PN при помощи отражателей 11 направляются на зеркала 3 и, отражаясь от них, облучают исследуемую среду. Линии распределения импульсов находятся в одной плоскости рассеяния и пересекаются в точке 0 с линией визирования оптической системы 6 приемника 4 под уг- лами 8 где и

В блоке 8 формируется электрический сигнал U(9, t), пропорциональный отношению сигналов для каждого п-го 45 направления угла рассеяния 8

И=А " Д (6„)(— ), (1)

Т „(t) А1, с где и — индекс, означающий принадлежность и-му углу рассея50 ния; — калибровочный коэффициент, зависящий от чувствительности приемников и параметров оптических систем 6 и 7 (значение этого параметра может быть определено путем предварительно: калибровки фотометрических каналов по стандартной методике;

Т, (1.) и

Т () — соответственно пропускание атмосферы на трассах от точки 0 до первого приемника 4 и от точки 0 до второго приемника 5;

$(8) — индикатриса рассеяния;

<1<,Ь1 — длина участков вдоль луча, с которых принимается излучение приемниками 4 и 5 соответственно.

За время t = 2с . + (N 1)t на ре и 3 гистратор направляются N значений сигнала U(e, t), соответствующих угловой зависимости индикатрисы рассеяния (9). Для серийных лазеров, пригодных для использования в качестве импульсного излучателя, длительность импульса составляет 10-12 нс. Приближение "замороженности" турбулентности, предполагающее отсутствие изменений во времени состояния атмосферы, применимо для интервалов t>(1 Мс. Так как t t„, можно. принять, что ,в течение и отношение 1 Т,()/T (t)3 =

= const и, следовательно, выражение (1) определяет однозначно угловую зависимость HP.

С целью упрощения и уменьшения конструкции осветителя в областях спектра, где существует световолокно с малым затуханием, можно выполнять линии задержки на световолокне. Вместо поэтапного разбиения луча осуществляется разделение излучения лазеров на и параллельных каналов. При этом длина каждого отрезка световолокна должна быть больше произведения длительности импульса излучателя на скорость света в материале световолокна.

Формула изобретения

1. Измеритель индикатора рассеяния, содержащий последовательно установленные и оптически связанные между собой импульсный излучатель, устройство облучения, систему И зеркал, установленных в одной плоскости с возможностью облучения исследуемого объема, а также два приемника излучения с оптическими системами, ориентированные в пространстве так:nì образом, что оптическая ось оптической системы первого приемника расположена в плоскости облучения, а оп5 1474525 6 тическая ось оптической системы вто- телей,.каждый из которых оптически рого приемника перпендикулярна плос- связывает один из светоделительных кости облучения и пересекает оптичес- элементов с одним из зеркал, а также кую ось оптической системы первого ,5

N оптических линий задержки установприемника в исследуемом объеме, выхо- ленных между светоделителями по ходу ды обоих приемников излучения под- иэлучения, причем время задержки к ключены к входам блока обработки сиг- каждой иэ линий превышает длительность налов, выход которого подключен к ре- импульса импульсного излучателя. гистратору, отличающийся тем, что, с целью повышения быстро- 2. Измеритель по п,1, о т л и ч адействия и точности измерений, уст- ю, шийся тем, что линии задержки ройство облучения выполнено в виде выполнены в виде световолокон, д;и:на системы из N последовательно уста- каждого из которых больше произведеновленных светоделительных элементов, 15 ния длительности импульса импульсного оптически связанных с импульсным иэ- излучателя на скорость света в мателучателем и между собой, и N отража- риале световолокна.

: 1474525

Составитель В; Калечиц

Редактор Н. Тупица ТехредЛ. Сердюкова Корректор Л. Патай

Заказ 1886/41 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10