Измеритель степени видимости

Измеритель степени видимости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в метеорологии, атмосферной и физиологической оптике и т.д. Целью изобретения является повышение точности измерения. Измеритель содержит в корпусе 1 оптическую систему, включающую объектив 2,3,4, коллиматор 5, апертурную диафрагму /АД/ 6 с набором пар оптических компонент: клин - светофильтр /КС/ 7,8 различных сочетаний углов преломления и светопропускания и зрительную трубу. Одна из пар КС 7,8 - основная - размещается по АД 6 так, чтобы ее прямоугольная сторона была параллельна и совмещена со стороной квадратного отверстия АД 6 в начальном (нулевом) положении. Измеритель содержит также измерительный узел смещения основной пары КС 7,8 относительно АД 6 посредством механизма перемещения пары КС 7,8 и механизма перемещения всего набора пар КС 7,8 на линейке 9 для установки одной из пар перед АД 6. Механизм перемещения пары КС 7,8 содержит отсчетное устройство, выполненное в виде цилиндрического растра 16 с чередующимися прозрачными и непрозрачными полосами с двумя оптопарами, где одна из них установлена напротив полос растра, а другая - параллельно оси толкателя с возможностью контроля через отверстие 6 растра начального его положения. Фотоприемник первой оптопары электрически соединен с предусилителями, дешифратором с запоминающим и сбрасывающим устройствами, счетчиком импульсов и экраном, выполненным в виде индикатора на жидких кристаллах и размещенным в окне корпуса 1. Наводят зрительную трубу с коллиматором и объективом на измеряемый объект. Выбирают из набора пар КС 7,8 такую, чтобы в качестве гасящего фона было небо у горизонта. Совмещают сторону АД 6 со стороной пары КС 7,8 (на экране начало отсчета "0") и смещают параллельно стороне АД 6 пару КС 7,8 до тех пор, пока основное изображение объекта не погасится дополнительным. Отсчитывая смещение на экране, вычисляют по соответствующей формуле значение степени видимости. 4 ил.

А1

СОЮЗ С08ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU,„,15785 2 (51)5 G 01 М 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

@v2 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4411183/24-10 (22) 15.04„88 (46) 15.07.90, Бюл. ¹ 26 (72) И,С.Крылов, А.Н.Богомолов, В „Н.Чирков, Л.Г.Евсикова, А„С,Михеев и В..А,Бакуев (53) 535.8(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №- 798503, кл, С 01 J 1/34, 11.04.79, Авторское свидетельство СССР

¹ 1408243, кл. G Ol J 1/34, 10.06.86. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СТЕПЕНИ ВИДИМОСТИ (57) Изобретение относится к, оптическому приборостроению и может быть использовано в метеорологии, атмосферной и физиологической оптике и т,д.

Целью изобретения является повышение точности измерения. Измеритель содержит в корпусе 1,оптическую сис2 тему, включающую объектив 2-4, коллиматор 5, апертурную диафрагму (АД) 6 с набором пар оптических компонент клин — св,етофильтр (КС) 7-8 различных сочетаний углов преломления и светопропускания и зрительную трубу. Одна из пар КС 7-8 — основная — размещается по АД 6 так, чтобы ее прямоугольная сторона была параллельна и совмещена со стороной квадратного отверстия АД в начальном (нулевом) по»ложении, Измеритель содержит также измерительный узел смещения основной пары КС 7-8 относительно АД 6 посредством механизма перемещения пары КС 7-8 и механизма перемещения всего набора пар KC 7-8 на линейке 9 длл установки одной из пар перед АД 6, Механизм перемещения пары

КС 7 — 8 содержит отсчетное устройство, I 1578552 выполненное в виде цилиндрического растра 16 с чередующимися прозрачными и непрозрачными полосами с двумя оптопарами где одна из них устаЭ

5 новлена напротив полос растра, а другая — параллельно оси толкателя с возможностью контроля через отверстие— растра начального его положения, Фотоприемник первой оптопары электрически соединен с предусилителями, дешифратором с запоминающим и сбрасывающим устройствами, счетчиком импульсов и экраном, выполненным в виде индикатора на жидких кристаллах и разИзобретение относится к оптичес- 20 кому приборостроению и может быть использовано в метеорологии, атмосферной и физйологической оптике и дорожно-транспортном деле, Целью изобретения, является повышение точности измерения степени видимости при одновременном расширении диапазона измеряемых объектов, На фиг.l показан измеритель степени видимости, общий вид; на фиг,2 узел механизма перемещения линейки; на фиг.3 — растр отсчетного устройства; на фиг,4 — электрическая схема отсчетного устройства.

Измеритель степени видимости содер жит размещенные в корпусе 1 (фиг.l) оптическую систему: объектив 2-4 с переменным фокусным расстоянием 57300 мм, в котором оптические компоненты 3 и 4 — подвижные, коллиматор

5, квадратную апертурную диафрагму 6, узел оптических компонент — набор пар оптических ароматических клиньев 7 с различными преломляющими углами Ы

1 и,нейтральных светофильтров 8 с различными коэффициентами пропускания расположенных на линейке 9, и соосно расположенную с ними зрительную трубу 10, Одну из пар клин — светофильтр (КС) устанавливают за апертур- О ной диафрагмой 6 (на момент измерения она является основной парой) с воэмож-. ностью относительно последней, Таким образом, в измерительный узел входят набор пар КС 7-8, размещенных на

1 линейке 9 механизм перемещения пары KC 7-8, включающий толкатель 11 с отсчетным устройством, элемент перемещения — полэун 12, и механизм пемещенным в окне корпуса 1. Наводят зрительную трубу с коллиматором и объективом на измеряемый объект,Выбирают из набора пар КС 7-8 такую, чтобы и качестве гасящего фона было небо у горизонта, Совмещают сторону АД 6 со стороной пары КС 7-8 (на экране начало отсчета О )и смещают параллельно стороне АД 6 пару КС 7-8 до тех пор, пока основное изображение объекта не погасится дополнительным. Отсчитывая смещение на экране, вычислгот по соответствующей формуле значе" ние степени видимости. 4 ил, ремещения линейки 9, в который входят элемент 13 управления (фиг.2) и фиксирующее устройство в виде шарика 14 западающего в лунки 15, изготовленные в линейке 9, Отсчетное устройство механизма перемещения пары КС 7-8 (фиг.l) измерительного узла выполнено в виде цилиндрического полого барабана 16, эакреп" ленного на толкателе 11, передвигаю— щего ползун 12 — элемент перемещения, и размещенных внутри него источника 17 излучения — светодиода, а снаружи — двух фотоприемников 18— фотодиодов, установленных напротив светодиода 17. Цилиндрический барабан 16 выполнен в виде растра с чередующимися прозрачными 19 (фиг,3) и непрозрачными 20 полосами, ориентированными параллельно направлению перемещения толкателя:11 (фиг.l), Отсчетное устройство содержит также микропереключатель 21, с которым контактирует в начале перемещения цилиндрический растр 16. В последнем выполнено отверстие 22 (начало отсчета

О), на оси которого размещена оптопара — светодиод 23 и фотодиод 24, установленная параллельно оси толкателя

11.

Два фотоприемника 18 (фиг.4) отсчетного устройства электрически соединены с двумя предусилителями 25, дешифратором 26 направления с запоминающим 27 и сбрасывающим 28 устройствами, реверсивными счетчиками 29 преобразованных импульсов, дешифратором

30 двоично-десятичного кода в семисегментный и экраном 31, выполненным в виде индикатора на жидких кристал5 15785 лах, установленного в окне неподвижной части корпуса 1.

Лхроматические оптические клинья 7 выполнены с преломляющими углами 1 о 5

3 и 5, а нейтральные светофильтры с коэффициентами пропускания О,l, 0,5 и 1. Сочетание определенного клина 7 с определенным светофильтром 8 состав"я"т паp " с г "т ° ("з " "г хг" Ip с 63 г c(g < 1 г o(g < и с э сэ . Рабочей кромкой пары клин — светофильтр (КС)

7-8 являются совмещенные с высокой точностью сторона клина 7, соответствующая ее вершине, с одной из стороной;5 светофильтра 8. Совмещенные стороны каждой пары КС 7-8 в нулевом положении измерительного узла строго совмещены и параллельны стороне апертурной диафрагмы 6, при этом микропереключа- 20 тель 21 находится в замкнутом состоянии, а оптопара ?3-24 — на оси отверстия 2?, С помощью механизма перемещения совмещенные стороны пары КС 7-8 пе- 25 ремещаются строго параллельно стороне апертурной диафрагмы 6.

Принцип действия работы прибора основан на методе гашения изображения исследуемого объекта и на приве- 30 дении этого объекта к порогу восприятия глаза наблюдателя. В первоначальном положении отсчетного устройства имеет место одно (основное) изображение, построенное световым потоком, прошедшим через пару КС 7-8. По ме35 ре перемещения пары КС 7-8 изображение раздваивается и появляется (дополнительное). изображение, построенное световым потоком, прошедшим через открыв в 4О шуюся часть. апертурной диафрагмы. При этом на изображение исследуемого объекта основного изображения накладывается выбранный фон дополнительного изображения (за счет пары КС 7 — 8), 45 яркость которого выполняет функции вуалирующей дымки. По мере перемеще— ния пары КС 7-8 увеличивается вуалирующая яркость дополнительного изображения, а яркость основного изображения уменьшается.

Измеритель степени видимости работает следующим образом.

Зрительную трубу 10 с коллиматором 5 и объективом 2-4 устройства наводят на измеряемый объект, при этом устанавливают за апертурной диафрагмой 6 необходимую пару клин — светофильтр 7-8, такую, чтобы в качестве

52 6 гасящего фона было небо у горизонта, являющегося вуалирующей дымкой. Перед началом измерений пара КС 7-8 полностью перекрывает апертурную диафрагму 6. Совмещенные стороны пары КС 7-8 в свою очередь, совмещены со стороной апертурной диафрагмы 6 и параллельны ей. В поле зрения окуляра зрительной трубы 10 наблюдается изображение объекта и фона, смещенное относительно оптической оси прибора.

На экране 31 автоматически (от сигнала микропереключателя 21 и второй оптопары 23-24) устанавливается нуль отсчета. В процессе измерения основную пару КС 7-8, установленную на ползуне 12, перемещают толкателем 11 механизмам перемещения и открывают апертурную диафрагму 6, являющуюся входным зрачком зрительной трубы 10.

При этом поворачивают цилиндричес— кий растр 16 отсчетного устройства, закрепленно ro на толкателе 11 перемещающем ползун 12 — элемент перемещения. Точность измерения зависит от частоты растра 16 (от количества чередующихся прозрачных 19 и непрозрачных 20 полос). Ползун 12 выполнен в виде ласточкина хвоста и подпружинен к толкателю ll, Световой поток от исследуемого объекта и фона, на котором рассматривается объект пройдя через панкратический объектив 2-4, коллиматор 5 и апертурную диафрагму 6, разделяется в плоскости клина на два потока и в фокальной плоскости окуляра зрительной трубы

1О образует два изображения одной и той же картины. Одна из них (ocHQBное) образовано световым потоком, прошедшим через клин 7 с фильтром 8 и объектив зрительной трубы 10 второе изображение (дополнительное) световым потоком, прошедшим через неперекрытую клином часть апертурной диафрагмы и объектив зрительной трубы

l0. Оба изображения смещены одно относительно другого на величину, пропорциональную преломляющему углу клина 7 а(и увеличению Г зрительной трубы 10, По мере уменьшения перекрытия апертурной диафрагмы 6 основной пары КС 7-8 яркость объекта основного изображения уменьшается, а яркость наложенного на него фона дополнительного изображения увеличивается. При некотором положении клина 7 происходит гашение основного изобра1578552 жения объекта и B этот момент с экрана индикатора считывается отсчет 1„ ,цля определения измеряемой величины степени видимости V которая находитI

5 ся из выражения

Ь-1

V. ) + — — — — — ЬФ л фэ

1 где Ь вЂ” постоянная величина, опреде- 10 ляемая размером стороны апертурной диафрагмы;

1, вЂ,отсчет считываемый с экрана; визуальный коэффициент пропускания клина; 15

b — отношение яркости неба и фона.

В отсчетом устройстве механизма перемещения пары КС 7-8 измерительного узла при повороте цилиндрического растра 16 непрозрачные полосы послед:; его периодически перекрывают фотоприемники 18 и свет на них от светодиора 1 7 не попадает. В этом положении сигналы с предусилителей ?5, электри- 25 чески связанных с двумя фотоприемниками 18, воздействуют на дешифратор

26 напряжения с запоминающим 27 и сбрасывающим 28 устройствами. Отсутствие двух сигналов устанавливает де- 30 шиАратор 26 с запоминающим устройством 27 в единичное состояние.

Далее запоминается с какого датчи ка пришел сигнал„ а по сигналу с двух датчиков 18 вырабатывается импульс для счета, соответственно для прибавления или вычитания, в реверсивном счетчике 19 в зависимости от того, какой датчик был засвечен первым. Затем цикл повторяется. Код, хранящийся в счетчике 29, постоянно выдается на выход, воздействует на второй дешифратор 30 двоично-десятичного кода в семисегментный и высвечивается на жидкокристаллическом индикаторе 31

4 экране, с которого снимается отсчет смещения пары КС 7-8, B начальном по ложении пары КС 7-8 барабан 16 замыкает микропереключатель 21, а отверстие 22 в торце барабана 16 пропускает свет от светодиода 23 на фотоприемник 2ч (вторая оптопара). Следовательно, объединенный по направлению сигнал дает точный "0", так как микронереключатель дает нулевой отсчет оборота барабана, а оптопара— нулевое положение барабана в обороте, и счетчики, обнуляются.

Формула и з обретения

Измеритель степени видимости, содержащий последовательно расположенные и размещенные в корпусе объектив с переменным фокусным расстоянием, коллиматор, зрительную трубу, размещенные между коллиматором и зрительной трубой квадратную апертурную диафрагму и измерительный узел, состоящий из набора пар ахроматический клин различного сочетания углов клиньев — нейтральный светофильтр с различными коэффициентами пропускания с возможностью установки одной из пар у апертурной диафрагмы так, что все стороны пар клин — светофильтр. совмещены и расположены параллельно сторонам апертурной диафрагмы, и механизм перемещения пары клин — светоАильтр относительно этой диафрагмы. с толкателем и отсчетным устройством положения этой пары, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, набор пар клин — светофильтр установлен с возможностью перемещения параллельно стороне апертурной диафрагмы, а отсчетное устройство механизма перемещения пар клин — светбфильтр выполнено в вивиде цилиндрического растра,; размещенного на толкателе механизма перемещения с чередующимися прозрачными н непрозрачными полосами, ориентированными параллельно направлению перемещения толкателя, и размещенными внутри него источником излучения, а снаружи — двумя фотоприемниками, размещенными напротив источника излучения и электрически связанными с экраном-индикатором через последователь= но соединенные между собой предусилитель, дешифратор направления, запоминающее и сбрасывающее устройство, дешифратор кода и счетчик импульсов, при этом в начальном положении пары клин — светофильтр относительно апертурной диафрагмы цилиндрический растр контактирует с микровыключателем, а отверстие начала отсчета растра рас.положено соосно со светодиодом и фотодиодом, размещенными параллельно оси толкателя.

157855?

Составитель В,Сячинов

Техред М.Ходанич Корректор Т.Малец

Редактор A.Ëåæíèíà

Заказ 1909 Тираж 441 Подписное

ВНИШИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101