Самолетный измеритель спектральной прозрачности атмосферы

Самолетный измеритель спектральной прозрачности атмосферы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике метеорологического приборостроения и может быть использовано для измерения горизонтальных распределений газовых составляющих атмосферы по ее спектральной прозрачности в ИК-диапазоне спектра. Цель изобретения - повышение точности измерений спектральной прозрачности атмосферы при проведении измерений с борта самолета. Корпус измерителя прозрачности, связанный с приводом системы слежения за диском Солнца, может поворачиваться в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Ось входного окна параллельна оси наведения. Внутри корпуса расположены датчики наведения на Солнце, монохроматор с приемником излучения, блок усиления. Угол поля зрения α монохроматора превышает угловой размер Солнца. Между входным окном и монохроматором установлены плоское поворотное зеркало под углом к оптической оси монохроматора и зеркальный секторный обтюратор, снабженный приводом и датчиком опорного сигнала. Угол между плоскостями зеркала и обтюратора равен α/2. Приемник излучения расположен перед фокальной плоскостью выходного объектива монохроматора на расстоянии 2αF<SP POS="POST">2</SP>/D+ΑF от нее, где F - фокусное расстояние выходного объектива монохроматора, D - его диаметр. Выход датчика опорного сигнала соединен с входом опорногосигнала блока синхронного детектирования, включенного между блоком усиления и регистратором. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 0 01 )1 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИР

К А BTCX СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2l) (22, i . „ t>

<7l) прозрачности.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПР11 П.(НТ СССР 322225/24-! 0

26.10.87

15. 12. 89. 1>)ол .." ))

Государственный научно.-исследовагельски;"г центр изучения ириродньгх р с pco (721 В.С.Калинкин», B.ll.,tl<>cов, Г,A.Kp,t)lna, В.П.Спивак и В. Г.Шкл))l ренский (53! э51 э08.71(088.8)

< 5t) J В;динов И.Я. Трех<.туиен<)1T )>» ф< )оэпек гpl . есK.)ÿ сл д>ппач сист< t.;<

Н,< гран )и< торах. — Ис)<уь)тг е))ные

C t I . T l ) ) t K l г 3 <. ° t 7 )i ° И I < . < < l (Г 0 (. P > 1 9 f. 2, ги)ц. 1ч, с. 7<<-80.

>.> С<<. <Ч)11 .Т11Ь111 ИЗБЕРИ г. 1 С11ККТРл>11>—

1101< !1Р03РА<И1<)СТИ AT )00<-")";ÐÛ

>7 ll 3< t>1)eT< .)t)te от)?Gc)!тся ь тex)t))K ь<г -<. ро. <) I »<«ct ого t

< ) <эризонта .ьных расиределе<))гй г..)зог<):)х с<эстав<гьк><пих атмосеры по

< е с))< KT>>а.)) ной) ирозрачн< CT)I <> ИКднап77<)t«: спектра. 11ель из<збретен)гя г!ог)) )п)ение тОчнОсти нэмере)IH)t

cIleктра 1l ной прозрачности атмосферы ирн проведении измерений с б э рта с а;«о)ности, связанный с приводоы системы сле))<ения за ди<"..<3) Со7нгга, мокет поворачиаа Tt c)t г) двух взаимно иериендикулнрньгх гглосксстях. Ось входного окна параллель)га оси и.) негения. Внутри корпус» 1>Г)сг)о))03«е)гы датчики наведения !tп Солнц», монохроматор с при-смникг>м излучения, блок усиления ° уг >7 и:г)>г зрения <(. монохроматора

);р<3. .e г у) лавой гаэмер Солнца. вхг.7)t. :.< ок)гом и монохроматором

Уг -.;:НС.:. !!tl I<7 ???????? ?????????????????? ??????)<??.), ):;>,", y;: и к оптической оси мо)и>х)< ма г; а и зеркальный секорный

>0тк,р:t Т<. р, си абмен)гый ирин<эдом н А7Тчи):<:.«>< риого сигнал,) . Угол ме)кду и<по< костями зеркала и обт)<)ратора раг<ен; /2. Приемник и.)7yt расиоло k e ) < i! < р ел <ро к « л ь н О и и л Р с к G c T h K) в ы ходнз : .бьектива мо)гэхроматора на расстояии;) от )гее 2р.р t D + ь1, где .2< >

f — <7акусное расстояние выходного

< басят)гг)а моиохроматора, П вЂ” его диаметр. Выход )атч)гка опорного сиг)! ;la СОЕДИНЕН С ВХС Д<ЭМ ОИОРНО ГО СИГнала блэк t синхроннс го детектирования, г)ключе)<ного между блоком усиления и регистратором. 1 ил.

Кель)<) изобретения является повышение точности измерений спектральной прозрачности атмосферы при проведении измерений с борта самолета.

На черте)ке приведена конструкция самолетного измерителя спектральной

1529065

ЧЯ вз + Q <.лил -У21«%,1 ) коэффиц) еит црапорциоиальногти где <с

55 тел оный уг л поля зрения измерит»ля; спектральна «цл<) тиос ть

Измеритель годер)мит выполненный с возможностью вращения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях корпус 1, входное окно 2, установленное на оси 3 нав»ленин, привод с пе5 дядей системы 4-5, датчики 6 и 7 наведения, монохр<)матор 8, приемник

9 излучения, б)л< к 10 угил»ния, регистратор 11 плоское зеркала 12 эерЭ 10 кальный секторный гб гл)(), тар 13, снзбженный прин<)д )и 14 H даTчикам

15 опорного сигнала, блом 16 синхронного детектирования.

Датчик опорного сигнала предст1в15 ляет собой пару — гветадиод и фотодиод, которая выдает опорный сигнал для синхронного детектора при цроХОЛЕ ЧЕРЕЗ НЕЕ ГаатBPTCт.«УЮ<)1 Г сквозного сектор1 of) T PHTc pa 13

Входная оптическая а(.ь 17 манахраматора 8 <угтапоялена <.н.1 чертеже ; а под углом 45 к аси 3 наведения,,з плоское зеркало 12 расположено цод углом 45 к этим асям. и,1 чертеже показана так)ке установка измерителя в отверстии астралюма с;)ч<)лета, гд»

18 — обшивка cavo!I»Tа,;l 1Э вЂ” гер »тизирующий кожух. «еркзл).ный « лторный сбтюратар 13 мажет::Tь выц<)n

30 иен в вид< диска г лвуч; <»ркальl ными сектора.<и г у(.:<)

Самале)нл<й и ) «,)ит< л! . пс<к1;):I II,ной f1po ) рач«с)г ти p )б)<)т.1, ) <.n»JI i)<)11 .. образом.

<= почог)ьн) д1тч(<л(я с< 7 на«с. д( иия цривад c)ICIIí)l»й гi

40 потока излучения «т Сал:<;:а и атмосферы, находяше)<Г«в ц<-.л» зрения измерителя, проходит через входное окно 2 и, отра каясь от п)ч()ского зеркала 12 или от зе рк,1льнай поверх45 ности обтюратара 13, па((а;.,1»Т через

HoHoxpoM3t0p 8 II1 приемник 9. Ири этом, когдз секторнын < бтюратор 13 не перекрывает поверхногть плоского зеркала 12, потом излучения

Р, поступающий на приечник 9, 5Ц имеет вид: яркости атмосферы; телесный угол ConHII<1, спектральная плотность яркости Солнца; спектральная проэрачA

T% ность телесный угол приемника; спектральная <шатнасть

< I> яркости фона.

При этом пале зрения и )мерит(ля ц р е в м<) 1 t т в 4 - <) р а 3 $ г л 0 в а <: 1) а э м е р

f О (а".Hi!1 <да 2 4 . В результате при колебаниях оси наведения (за счет неточности наведения и воздействия а вибраций) в пределах 1-2 диск Солнца всегда будет находитьгя в поле зрения измерителя. Вс)зможное смещение изабракения диска Солнца на чувствительной площадке приемника, которое из-за неоднородности площади приводит к изменению регистрируемого Гигнала, исключается расфокусировкой оптической системы монохрома" тор — приемник излучения. Иэ несложных геометрических соотнощений ме)кду диаметр<)м выходного объектива монохраматора, его фокусным рзccтаяни

»ч il ра)мерам приемник,i обеспечивамчим пыл<) .H»HII» условия и лнг<й засB< TII< цри M!II<);;I изл.чс ния при смешени)<х и <абр1»с }!ия -..< ч чи ) источник < из:)уч»ния, р )(<, . < HH<)i-o на беск<)нечиасти, с: еду» г, ч г<-. приемник излучения иеобхсдима рагi .o I<)wHTI перед

<)<)качьной< плагкагтьм вык(диого абъекч нии ктива1

Тяпам M<)HO)(POМ,IT() );i }< ),) Г< 1 () t. (4Г где ) — диаметр . бъе

) + а("Ф

f — .гo фокус иае р lc<.1 ))<)<ие.

При перекрытии ил<)ск. < () <

12 зеркальной пояс-рхи(<- т!.ю с го обтюратора 13 нз при»чник тупает поток излучения 1,, и1 зрения, отклоненного н1 < ron оси наведения 3, и ото р< I цче еркала (I

cт вид:

? = г (u3 P h — <,) !< ) „

«1) K<) h Ио сл е усиления с и г н ал а <- ц р и ем н ик а 9 в блохе 1 0 у с ил е и и я и д е т е к ти рования в блоке 16 гинхро)()(ог<) детектирования, на опорный вход каторага поступает опорный сигнзл OI дзтчика

15 опорного сигнала, н ) их<)д регистратора 11 поступзет сигнал «)з, пропорциональный разнс стц ii(т<)л я Р,—

Ч.

30

5 )5290 где К вЂ” коэФфициент пропорциональности, определяемый характеристиками измерителя спектральной прозрачности, телесным углом Солнца и его спектральной плотностью энергетической яркости на верхней границе атмосферы.

Значение Ко является фактически приборной константой, которая мокет быть определена, например, долгим методом Бугера, когда в условиях стабильной в течение дня атмосферы, например в антициклонических условиях, осуществляются измерения солнечной радиации при различных высотах

Солнца 9 . Зная зависимость Р (%, 91, которая мокет быть рассчитанз нли олределенз экспериментально, но измерениям U > для различных 6 мокно определить К, реаая нелинейную систему

)б (О;) = ) .Oã (Й, U, g,, 1 = ), Я

Определенное таким образом значение К длн дзнного измерителя спектральнои прозрачности используется ззтем для определения по измеренному сигналу

Формv:i зн.«обретения

Самолетный измеритель спектральЭ5 ной прозрачности атмосферы, содеркацнй выполненний с нозмокностью гово65 ь рота в двух взаимно перпендикулярных плоскостях корпус с входным окном, установлечным на оси наведения, привод следящей системы, связанный с корпусом и соединенный с датчиком наведения, плоское зеркало, последовательно соединенные монохроматор, приемник излучения и блок усиления, а такке регистратор, о т л и ч а ю—

m и и с я тем, что, с целью повышения то ности измерений спектральной прозрачности атмосферы, в него введены зеркальный секторный обтюратор, снабженный приводом и датчиком опорного сигнала, н блок синхронного детектирования, при этом монохроматор выполнен с углом поля зрения о, превышающим в 4-6 раз угловой размер Солнца, прнчемник излучения располокеи перед фокальной плоскостью выходного объектива монохроматора на гь расстоянии 6 = 2atf /Р + о4 Г, где fфокусное расстояние выходного объектива монохроматора, D - его диаметр, плоское зеркало и зеркальный секторный обтюратор установлены на пересечении входной оптической оси монохромзтора и оси наведения, их зеркальные поверхности перпенднкулнрньl гав< скости, проходящей через ось наведения и входную оптическую ось монохроматора, а угол мекду ними ранен o4/2, выход датчика опорного си -нала соединен с соответствующим входом блоха синхронного детектирования, включенного мезщу блоком усиления н регистратором.

i529065

Составитель А. Васильков

Техред Л.Сердюкова Корректор 11. Шарсиии

Редактор K. Крупкина

Заказ 7632/37 Тирам 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК/П СССР

113035, Москва, %-35, Раувская наб., д„ 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уягород, ул. Гагарина, 101