Библиотека

Библиотека

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 369470

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советски»

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 01.1Х.1969 (№ 1364490/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 08.11.1973. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 21.11 .1973

М. Кл. G 01п 21/22

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 535.345(088.8) Авторы изобретения

В. М. Арпишкин, В, P. Муратов и Г. Г. Яровая

Заявитель

-, ЬЛ 1С ЕКА

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛ ЬНОЙ

ПРОЗРАЧНОСТИ АТМОСФЕРЪ1

Изобретение относится к способам измерения горизонтальной прозрачности атмосферы в любое время суток и может быть применено в метеорологических исследованиях.

Известны различные способы измерения прозрачности атмосферы в темное время суток, например фотоэлектрический базисный способ, основанный на измерении ослабления светового потока, создаваемого прожектором с постоянной силой света, на некотором базисе.

Фотоэлектрический базисный способ весьма чувствителен к разъюстировкам аппаратуры. При этом величина разъюстировок и вызываемая ими погрешность измерений с большим трудом поддаются контролю. Поэтому базисный способ может быть использован только в стационарных установках. Кроме того, весьма низка точность измерений по этому способу при больших значениях коэффициента атмосферного рассеяния, когда приходится проводить замеры при малых значениях базиса и зятем экстраполировать полученные результаты на большие дистанции. Увеличение базиса в этом случае ограничивается чувствительностью аппаратуры, а также тем, что с увеличением базиса полезный регистрируемой аппаратурой световой поток уменьшается очень быстро, по крайней мере обратно пропорционально квадрату величины базиса.

Предлагаемый способ заключается в замере яркостей двух разноудаленных, поочередно освещаемых щитов, для чего с помощью наблюдательного прибора следят за размером светового пятна на освещаемом щите, подфокусировкой осветителя изменяют величину расхождения светового пучка до получения на щите светового пятна заранее установленного, одинакового для обоих щитов диаметра, 10 после чего с помощью того же наблюдательного прибора производят замер яркости.

Такой способ позволяет значительно увеличить базис измерений и тем самым увели пить точность, а также расширнть диапазон изме15 ряемых значений прозрачности атмосферы.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет создать достаточно мобильную аппаратуру, так как при его использовании погрешности наведения легко обнаруживаются и исправля20 ются, что устраняет необходимость размещения аппаратуры на жестком основании.

На чертеже приведена принципиальная схема телефотометрической аппаратуры для реализации предлагаемого способа.

25 Ближний 1 и дальний 2 щиты имеют одинаковые коэффициенты яркости. Шиты освещаются источником 8 сзета через телескопическую систему 4, формирующую луч. Изменяя расстояп .е мехкду линзами системы 4, 30 можно изменять расхождение ч)ча светя и

;з()М (!!

15

60 тем самым управлять величиной освсщс!1!!ости щ.-.".nз -1 и 2.

В качестве 1!Сто !!!ика 8 света ис;!ользуетс!1 оптический квантовый генератор (ОКГ), работающий в режиме генерации;...оноимпульсов, причем длительность импульсов выбирается значительно меньшей времени распространения света до щитов. Частота следования импульсов генерации достаточно велика для слияния мельканий изображения на экран. приемного устройства 5, в качестве которого используется электронно-оптический преобразователь (ЗОП), имеющий необходимое количество каскадов усиления яркости изображения и электронный затвор.

Затвор открывается в такт с посылками световых импульсов на время, сравнимое с длительность!о импульса, il с задержкой во времени относительно этих посылок, равной времени распространения света до освещаемого щита и обратно, причем требуемая задержка обеспечивается блоком б. Выдержка электронного затвора выбирается значительно меньшей, чем время распространения света до щитов.

Изображение щитов на ЭОП проецируетсi! с помощью объектива 7 через узкополосный интерференционный светофильтр 8, имеющий максимум пропускания на длине волны генерации ОК1. Положение и размер светового пятна на щитах контролируются визуально Iio !

1зображению на экране ЗОГI. Яркость изображения измеряется с помощью визуального фотометра 9, например фотометра типа

ВФМ-57, который устанавливается за окуляром прибора наблюдения.

Предлагаемый способ измерения горизонтальной прозрачности атмосферы заключается в следующем.

Аппаратуру наводят на щит 1 и с помощью фотометра измеряют яркость его изображения на экране ЗОП. Затем наводят аппаратуру на щит 2, увеличивают силу света осветителя 8 соответствующей настройкой оптической системы 4 и производят измерение яркости изображения щита 2.

Отношение видимых яркостей В! и В> щитов

1 и 2 может быть представлено зависимостью где 1! и l — значения силы света осве!Ител!1; о — коэффициент ослабления света атмосферой, l и L — расстояния до щитов.

ЕСЛИ то отношение яркостей !.ðloiåò вид: 2 — 2 (Lz — L,0 7 (III)

В! где Т вЂ” прозрачность атмосферы на базе L>—

Ll (по определению термина прозрачности).

I ак11м ооразоы, !!змснеl!1!е с.:1:1ы света осзс. тllте;Iя по закон, оп IchlBBpмо с фор. !улой (II), позволяет компенсировать ослаблние сигнала в связи с действ! ем закона обратных квадратов и производить непосредственное измерение вел!! !!!ны прозрачности а òмосфсры. Выполнение условия (! I) обеспечиваетс I уравниванием размеров светового iIHTна на щитах 1 и 2 с помощью соответствующих меток на щитах, обозначающих границы пятна, и визуального контро II! через наб. !!од!1тельный 1;рибор.

При проведении измерений приемное устройство будет регистрировать не только полезный сигнал, но и некоторое количество света, рассеянного толщей столба воздуха Л1-, определяемого iio формуле — (з + н) (IV) где С вЂ” скорость света; 3,— выдержка электронного затвора, t„— длительность импульса подсветки.

При малых 1, и t, величина Л1. также достаточно мала, в результате чего погрешность измерений за счет рассеянного света оказывается незначительной. Тем не менее предлагаемый способ позволяет прозондировать толщу воздуха и измерить величину обратного светорассеяния на любом участке дистанции.

Для этого достаточно с помощью блока б задержки изменить величину задержки открывания ЗОП и отсечь излучение, приходящее от щита.

При использовании в качестве источника подсветки ОКГ на неодимовом стекле (Х=

=10б0 л!л() необходимо учесть, что ослабление света в атмосфере происходит главным образом вследствие светорассеяния. Поэтому полученные с использованием такого ОКГ данные могут быть применены для расчета метеорологической дальности видимости в темное время суток.

Предмет изобретения

Способ измерения горизонтальной прозрачности атмосферы путем поочередного измерения яркостей двух разноудаленных, поочередно освещаемых щитов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и увеличения диапазона измеряемых значений прозрачности, с помощью наблюдательного прибора следят за размером светового пятна на освещаемом щите, подфокусировкой осветителя изменяют величину расхождения светового пучка до получения на щите светового пятна заранее установленного, одинакового для обоих щитов диаметра, после чего с помощью указанного наблюдательного прибора производят замер яркости.

369470

Составитель А. Афанасьев

Техред Т. Курилко Корректоры: Л, Новожилова и Г. Запорожец

Редактор Г. Котельский

Типография, пр, Сапунова, 2

Заказ 1082/2 Изд. № 1259 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5