Устройство для определения оптических характеристик атмосферы

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕ ЛЕНИЯ ОГТГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АТМОСФЕРЫ, содержащее блок упра&пенвя , соеоиненвый с импульсным источником излучения и с фотоприемником с квадратичным усилением, два накопителя, амплитудный анализатор выход которого соединен с одним входом блока сравнения , выход которого через коммутирух ший ключ и один из накопителей соединен с одним входом блока деления, к выходу которого подключен регистрирук ший прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения-точности измерений, в него ..-«введены дополнительный коммутирующий ключ и счетчшс пороговых значений, входы которого соединены с соответствующюли выходами блока сравнения и блока управления, а его выходы подключены к управляющим входам основнрго и дополнительного кпкчей, причем одии выход фотоприемника с кваоратИчным усилением соединен с входом амплитудного анализатора, а другой выход - с другим входом блока сравиевия, второй вытюа, основного коммутирующего (Л ключа через другой накопитель соедииен с входом дополнительного коммутир пк щего ключа, выход которого соединен с другим входом блока деления.

541 А (!е (и) °

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3 @ G 01 и 21/01ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТИЙ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 341 021 9/1 8-25 (22) 22.03.82 (46). 15.08.83. Бюп. % 30 (72) Ю.С. Бапнн, И.А. Разенков, В.И. Ко эннцев н Г.И. Бапденков (53) 535.241 (088.8) (56) 1. Патент США 14 3973852, кл. е 01Й 21 01, опубпнн. 1976..

2. Авторское свндетепьство СССР по заявке % 2982113, кп.&01 М 21101 (прототип). ° (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ О1ТГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

АТМОСФЕРЫ, содержащее бшж управпении, соеднненный с нмпупьсным источником нзпучення н с фотоприемником с квадратичным усилением, цва накопнтепа, амппнтудный анализатор, выход которого соедннен с одним входом блока сравнения, выход которого через коммутнрующнй ключ и один нэ накопнтепей соедннен с одпнм входом бпока денення, к выходу которого подключен регистрирую-. щнй прибор, о т и н ч а ю m е е с я тем, что, с цепью повышения.точностн измерений, в aего . введены допопннтеш ° ный коммутнрующнй кпюч н счетчик пороговых значений, входы которого coeasпены с соответствующими иыходамн бпока сравнения н блоха управйення, а его выходы подкпючены к управпяющнм вхо-. иаМ основного н цополннтепьного кпючей, причем один выход фотонрнвмннка с квац-, ратнчным уснпеннем соедннен с входом амппнтудного анапнзатора, а другой выход - с другим входом бпока сравнения, O второй выход основного коммутнрукхцего ключа через другой накопнтепь соединен с вхоцом допопннтепьного коммутнрующего ключа, выход которого соединен с другнм входом бпока цепення.

° ъ

1036

Изобретение относится к технической физике, а именно к фотометрии атмосферы и может быть использовано для определения оптических параметров, для . контроля уровнй аарозольных загрязнений, как естественного, так и антропогенного происхождения.

Известно устройство для определения оптических характеристик атмосферы, со держащее импульсный источник света,; 10 фотоприемник с квадратичным усилением : и блок регистрации. Устройство позволя ет получить качественное распределение пространственной структуры аарозоля в виде картины ахо-сигналов на ЭЛТ,N

Однако оно не обеспечивает количест-:

> венной информации о такИх параметрах . атмосферы, как прозрачность и коаффици еиты рассеяния.

Наиболее близким решением к предла- 2о гйемому является устройство для опреде пения оптических характеристик атмосферы, содержащее блок управления, соединенный с импульсным источнихом излучения и с фотоприемником G квадратичным Q5 усилением, два накопителя, амплитудный анализатор, выход которого соединен с одним входом блока сравнения, выход которого через коммутирующий ключ и . накопитель соединен с одним входом бло- 3O ка деления, к выходу которого подключен регистрирующий прибор„Устройство реа- лиэует слеаующий алгоритм опреаеления прозрачности Т (» ) на дистанции О-) ()а 35

T (O-»„) n

f s(».)gr о где g (»-) величина ахо-сигнала с 40 расстояния .Y, скорректированная на квадрат расстояния

- дистанция, на которой сигнал (r ) достигает по 45 рогового значения; максимальная дистанция . зондирования t, 2, Недостатком этого устройства является ограниченная точность измерений, обу-5О словленная возможными включениями метеобразований с повышенным коэффицие нтом рассеяния.

Бель изобретения - повышение точности измерений. А Я

Укаэанная цель достигается тем, что ..и устройство для определения оптических:, характеристик атмосферы, содержащее

481 2 блок управления, соединенный с импульсным источником излучения и с фотоприемником с квадратичным усилением, два накопителя, амплитудный анализатор, выход которого соединен с одним входом блока сравнения, выход которого через коммутирующий ключ и накопитель сое динан с одним входом блока деления, к выходу которого подключен регистрирую ший прибор, введены дополнительный коммутирующий ключ и счетчик пороговых значений, входы которого соединены с со-. ответствукнцими выходами блока сравнения и блока управления, а его выходы подключены к управляющим входам основного и дополнительного ключей, причем один выход фотоприемника с квадратичным усилением соединен с входом ам, плитудного анализатора, а другой выход% с другим входом блока сравнения, второй выход основного коммутирующего ключа через другой накопитель соединен с входом дополнительного коммутирующего ключа, выход которо о соединен с другим входом блока деления.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит блок 1 управления, импульсный источник 2 излучения, фотоприемник 3 с квадратичным усилением, амплитудный анализатор 4, блок 5 сравнения, счетчик 6 пороговых значений, коммутирующий ключ 7, накопители 8 и

9 сигнала, дополнительный коммутирующий ключ 10, блок 11 деления и регбист» рирующий прибор 12.

Блок 1 управления подключен к источнику 2 излучения, фотоприемнику 3 и счетчику 6 пороговых значений, Выходы фотоприемника 3 подключены к входам амплитудного анализатора 4 и блока 5 сравнения, один выход которого подключен к счетчику 6 пороговых значений, а другой - к накопителям 8 и 9 через ком-мутирующий ключ 7, управляющий вход которого подсоединен к выходу счетчика

6 пороговых значений, Выход амплитудного анализатора 4 подключен к одному из входов блока 5 сравнения.

Выход накопителя 9 непосредственно подключен к блоку l l деления, а на копителя 8 через коммутирующий ключ

10, другой выход которого соединен с одним иэ входов накопителя 9. Управляющий вход коммутирующего ключа 10 подключен к одному иэ выходов счетчика

6 пороговых значений. Выход блока 11 деления соединен. с регистрирующим прибором 12, Устройство работает следующим образом.

Елок 1 управления запускает источник

2 излучения, который направляет импульс излучения в атмосферу, и фотоприемник 3.

На фотоприемник 3 поступает обратнорассеянный сигнал, который после преобразования в фотоприемнике в виде электрического сигнала разветвляется и rioтора 4, блока S сравнения, коммутирующего ключа 7 и накопителя 9. Нормаль ное положение коммутирующего ключа 7закрытое, поэтому сигнал на накопитель

8 не поступает. 15

Амппитудный анализатор 4 фиксирует первое максимальное значение эхо-сигнала, которое соответствует полному вхождению зондирующего светового пучка в none зрения фотоприемника 4 и выдает 2g это значение на вход блока 5 сравнения, на другой вход которого поступают текущие значения эхо-сигнала. Порог блока

5 сравнения устанавпиваюг таким образом, чтобы эти значения эхо-сигнала сравнивались при ослаблении эхо-сигна.ла в 10-30 раэ. После прохождения ехо-сигналом первого порогового значения блок 5 сравнения подает импульс в счетчик 6 пороговых значения, который фиксирует количество пороговых значений эхо-сигнала. Счетчик 6 пороговых значе ний выдает команду, огкрывающую коммутирующий ключ. 7 для поступления сиЬнала в накопитель 8 и закрывающую его дпя поступления сигнала ь накопитель 9..

Ф»

Далее с накопителя 8 сигнал посту. йает на вход дополнительного коммутирующего ключа 10, Нормальное его поло- . ° жение - закрытое как для связи с нако-. пителем 9, так и с блоком 11 деления.

Если за задаваемое общее время на.койления эхо-сигнала, счетчик 6 порогвых значений не фиксирует более одного порогового значения,. то блок 1 управле- 4> ния подает команду на счетник 6 пороговых значений, который открывает дополнительный коммутирующий клич 10 дця прохождения накопленного до максимальной дальности сигнала с накопителя

8 в блок 11 деления. На другой вход блока 11 деления поступает сигнал с накопителя 9, накопленный до дистанции, соответствующей пороговому значению, а результат деления поступает в регистриру1ощий прибор 12, где фиксируются значения прозрачности атмосферы и среднего коэффициента рассеяния. 3 1 036481 4

Если до истечения заданного времени накопления и после достижения первого порогового значения эхо-сигнал возрастает, то блок 5 сравнения вновь фиисиру» ет достижение порогового уровня, а счетчик 6 пороговых значений. — появление второго порогового значения. После этого счетчик 6 пороговых значений выдает команду на закрытие коммутирующего клюступает на входы амплитудного анализа- 10 ча 7, который закрывает прохождение сигнала на накопитель 8, а открывает

его на вход накопителя 9.. Одновременно счетчик 6 пороговых значейий выдает управляющую команду на открытие связи дополнительного коммутирующего ключа

10 с накопителя 8 на накопитель 9 и накопленный в накопителе 8 сигнал поступает на вход накопителя 9.

После возрастания эхо-сигнал начинает убывать и в некоторый момент .времени блок 5 сравнения вновь фиксирует достижение порогового значения. Елок 5 йодает в счетчик 6 пороговых значений импульс о фиксации третьего порогового значения. Далее счетчик 6 пороговых значений подает команду на коммутирующий ключ 7, который открывает прохождение сигнала на накопитель 8 и закрывает соответствующее прохождение на накопитель 9. Одновременно счетчик

6 пороговых значений выдает команду на полное закрытие дополнительнога ком» мутирующего ключа 10.

Если по истечении заданного времени накопления, счегчик 6 пороговых значений не фиксирует пороговых значений,:eo блок 1 управления выдает команду sa него, открывает дополнительный коммутирующий ключ 10 дпя поступления ситнала с накопителя 8 в блок 11 деления, на другой вход которого поступает си1нал с накопителя 9. Результат деления палее поступает в регистрирующий прибор-12

Если после достижения третьего норогового значения. и пределах заданного времени накопления значения эхо-сигнала начинают вновь возрастать, то устройство работает аналогично.

Таким образом, при четном количестве . пороговых значений накопление сигнала осуществляется в накопителе 9, а при нечетном - в накопителе 8 и в устройст, ае реализуется следующий алгоритм опре деления прозрачности атмосферы п1

55 -1 . значительных рассеивакяцих образований устранить ошибки, связанные с накоплением сигнала после прохождения перв<и о порогового значения,и тем самым повысить точность измерений.

% 1035481 где 1 1,3,5,7. >

- соответствует максимальному времени накопления, Использование предлагаемого устройства позволяет при появлении на,трассе

Составитель А. Чурбаков

Редактор И. Касараа Техред А;Бабинеи Корректор Г. Решетник

Заказ, 5822/44 .. Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4