Способ дистанционного измерения параметров атмосферы

Способ дистанционного измерения параметров атмосферы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО ЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

IsaIs С 0 !Х /00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

k !

1 ОО (д

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 2756251/10

1 (22) 24. 04. 79 (46) 15.02.93. Бюл. 1 6 (71) Институт оптики атмосферы Томского филиала Сибирского отделения АН

СССР (72) В.Я.Съедин, М.Г.Фурсов и Л.Г.IJаманаева (56) Патент CIN 11 3675191, кл. С 01 S 99//6666, 1973.

Авторское свидетельство CCCP " 325579, кл. С 01 W 1/11, 1973.

Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2726575/18-10, кл. Г 01 У 1/00, 1978. (54)(57) 1. СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРО8 АТМОСФЕРЫ путем создания на заданной высоте с помощью лазерного излучения пробоя и приема возникшего акустического излучения, отличающийся тем, что, с целью возможности измерения спектральной акустической прозрачносИзобретение относится к области метеорологии и может применяться для измерения спектральной акустической прозрачности, а также одновременного измерения температуры и относительной влажности в атмосфере, Известен способ, осуществляемый акустическим локатором, регистрирующим момент излучения и приема акустической волны с целью измерения температуры в атмосфере.

Он имеет малую помехозащищенность, малую мобильность, малую точность.

SU „„8541о7 А1 ти атмосферы, измеряют спектральную мощность принятого акустического излучения, сравнивают ее со спектральной мощностью сигнала, принятого с расстояния в диапазоне h = 10L— (4,605 — 1ng) /с „, где L — длина пробоя; a — коэффициент поглощения звука на максимальной из звуковых частот, g — заданная точность, и по результатам сравнения судят о спектральной акустической прозрачности атмосферы.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью возможности одновременного измерения температуры и влажности, измерения проводят одновременно для трех частот, а об искомых параметрах судят путем сравнения сигналов для двух из этих частот относительно третьей.

3. Способ по и. 2, о т л и ч а юшийся тем,,что измерения проводят для частот 1,5 и !О кГц.

С помощью таких локаторов невозможно одновременно измерить температуру и относительную влажность воздуха с приемлемой точностью при работе в многочастотном режиме.

Известен способ определения а6солютной влажности в атмосфере путем посылок лазерного излучения с дискретно-изменяемой длиной волны в ближнем ИК- и видимом диапазонах из- лучения и приема эхо-сигналов на линиях поглощения и пропускания водянозс с)) 1 )1 — ) ! —, б фе !(х ) АТR

T 3

- 1 „. !! .. )Е. !! )()О Ì=i <С:Инс)!: -, -)ОИ В!-.рт -!О:;и Ге пь нОй j i pоз Оа ч НО< ти

; —..--; „-:ст!сом Ä 40 Гnpую Бь)бис!а!к)т из

),Ос):;О):;;)<)СКУП-IOC; V: 0CÜjËOÊ B ИЗМЕВИе и -,,, .) в б! кл на пи н3 ях Г)ОГ Г)рще Н! р !и .3 !.. !!, - . !-.<р Г (-!б ) ц в и я) р -!- - я

:-0;-. ",vl !ТО!ч; —,:а!<Лс--ДЬ)В 2 ЮТСЯ чРЕ 3 ВЬ Ча И -- !) ;=ЫСО)<ие Гоебования на стаоильность

;;,Т и ri!Oе -,и па -. -в ПО)!че »!iiHfi!Y."-;;.Г: ЕииЯ ЯОЛЖН=. ОЬ)ТЬ ЗнаЧИТЕЛЬ О

)<< jV!>PIP -лс ".О!)).=!-!И" Г)ОП- !-)РГ: дОлю !) и ): "рема, и,)и этOH Они дОлжны ,--))„)-, .=), „,, :,-.:.,-:- 0),,,.)R „,(I-!P (-;

; З .:.=.Н."!. 1 " - :Я а " г)ОС .азO! 0)=!ЛО ) ) 0èî !". .i зи. ел,. н;: Gg,инаковь :) - аиболее близки-l к изобретению яв- ð —., )е.) Г.г) СГ::особ заклв-кающийся в том, с З(4) IBHНУЮ ВЫСС! " Г)ССЫЛаЮТ Ла

-i!):! ИЗ -),:" BНИЕ С И;Г)ЕНСИВНОСТЬЮ,,до..!а Очной для созг)ания пробоя в воз!<ухе,. Г)еГ!«стрй".! !ют акус ; ическое :". .-,. ) i", !4BHvi2, сОзда заемое прОбоем, а об иск<)мых параметрах с ) дят по врем<

))": залевжки между —;Г)сь)пкой .!-,.азес)-!Îi О

«) !!

ыа.;с. .,00 r..: "т !,)1ля реализации способа вначале в атмосферу посыпают лазерное излучение с «HTBHcviBH()cTI )0 не менее 1Оа Вт/см

У

ФОКУСИРУЯ Его На РаССтОЯНИИ, РаВНОМ высоте зонлирования Н, под определеннь)); углом к горизонту, таким, чтобы высот; пробоя 1т лежала в пределах h

101, — (- ),.6) )5 — 1п8) /W,, где L— ..„лина RazepHO!-o пробоя 9 — требуемая точносгь измерения (в процентах);

v. - коэффициент поглощения звука для самой высокой частоты Г макс"

Далее измеряют спектральную мощность ),величину амплиTуды) пришедшего сигна,па.

)зк!и!е измерения проводят в выделенных участках спектра для различных значений Н. Полученные сигналы далее используются как калибровочные для ог)ределения искомых параметров

—: Tì0c<1)Bðüj.

На фиг „1 и 2 показана схема предложенного устройства.

Устройство включает мощный опти- . ческий квантовый генератор (ОКГ) 1, фокусирующее устройство 2, электроакусти )еский преобразователь 3, анагизатор () спектра, вычислительное .. РОЙСТBG >.

Р у-..тро,стве для получения спект:,,Ой )о)))HÎcò "I калибровочного сига па. когда пробой осуществляется фо:",сировкой лазерного излучения, опти-".-кий луч фокусируется при помощи

;;!»,.:cvI.;óþöB . О у тройстBd 2 на рас. :"Оян.!и, разном высОте зондирования

:)сд Oripe,:::,еленным углом к горизон. Ои iip0uc ссВ измерения в устрой-,Оказанно:", На фиг,2,,лазерное

:.-,г!R<::-ние фокусируется и создается

-: †:бой --:,-" .=:-)с0TB К, Акустическая волпз=)):з.ш;я через атмосферу при:-:вет= ак1 cT:. I.Bcêèè преобразовате. е,", ;. . вел))чины амплитуд принятого .-.и :"ала срав; †:иваются со значениями

,я! выдаг:-:., ных участков спектра при ,".апиброаке :-) а той же дальности.

)1)RR опве BRB4l)R спекTральнОЙ акус:.:.-)еской прозрачности Р достаточно

:з..-ри- =; †.-.носительное изменение ам.":-.уды пришедшего сигнала

- спек: ральная мощность акус1 ти! еского =-и;нала „прошедше-) ) O а " аОСфB ру ) 5 85416

R — расстояние от области пробоя до приемника звукового излучения (определяется из геометрии расположения источника и приемника и высоты Н области пробоя); — спектральная мощность акус î тического сигнала при калибровке на разных дальностях. Щ

Температура и влажность определяются по относительному изменению амплитуды пришедшего сигнала для двух пар звуковых частот: f и f<, f, и

7 6

При эт м измеряются I, =- I /I>, сйтельнйе изменейия аийлитуд сигнала на частотах f, f< f> и вычисляются

1 3

1n — —,— 1n

А — — — А

4 R R

Величины А< и А связаны аналитической зависимостью с температурой Т и относительной влажностью U.

Для достижения большей точности измерений целесообразно вести измерения для частот 1,5 и 1Î кГц.

85416/

Редактор О.Филиппова Техред М,Иоргентал Корректор П.Гереши

Закаэ 1095 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС ;

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„, л, 4/5

Проиэво лственно-иэдательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101