Широкоугольный спектрорадиометр

 

ШИРОКОУГОЛЬНЫЙ СПЕКТРОРА-ДИОМЕТР , содержащий выпуклое зер- . кало, последовательно расположенные по ходу отраженного им излучения, оптический фильтр, приемник, а также блок обработки и регистрации и средство для модуляции излучения, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых параметров, он .снабжен размещенньми на оси симметрии вы- . пуклого зеркала плоским отражателем и выполненнъвл в виде пластины растром, установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль этой оси и фиксации на заданных расстояниях от выпукло- ( го зеркала, при этом средство для (Л модуляции установлено по ходу отраженного излучения между растром и фильтром.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

С«И Л РВМ

РЕСПУБЛИК

0% (11) 3(59 6 01 1 3 48 - .:--..., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ..

ГОСУДАРСТВЕНйЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЬГПФ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,(21) 3408839/18-25

;(22) 19..03.82 (46 ) 23. 12.83. Бюл 9 47 (72) М.И.Алленов,В. Г. Булгаков и Н.Д.Третьяков (71) Институт экспериментальной метеорологии (53) 535242(088 8) (56);1 . King N.D. Determination of

the ground albedo and the index of

absorption of atomspheric particuò

lates by remote seusing. Part

Application.-J.Arm.Sci., 1979, vol. 36,- 9 б, р; 1072, 1083.

;2, Алексеев ЮВ и др Полусферический радиометр.— И1 Всесоюзная научно-техническая конференция "Фотометрия и ее метеорологическое обеспечение Тезисы докладов, М,, 1979,,с 93 (прототип) (54) (57) ШИРОКОУГОЛЬНЫЙ СПЕКТРОРАДИОМЕТР, содержащий выпуклое зеркало, последовательно расположенные по ходу отраженного им излучения, оптический фильтр, приемник, а также блок обработки и регистрации и средство для модуляции излучения, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых параметров, он снабжен размещенными на оси симметрии вы- . пуклого зеркала плоским отражателем и выполненным в виде пластины растром, установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль этой оси и фиксации на заданных расстояниях от выпуклоС. го зеркала, при этом средство для модуляции установлено по ходу отраженного излучения между растром и фильтром, 1062533

Изобретение относится к широкоугольным спектрорадиометрическим приборам, предназначенным для исследования спектрального состава сферических и полусферических яркостей и потоков излучения, и может использоваться в метеорологии при исследовании оптических свойств атмосферы.

Известны спектрорадиометрические приборы, измеряющие состав полусферических потоков излучения, в которых применяются диффузные поверхностн Такая поверхность дает возможность с высокой точностью получить косинусную характеристику 15 пропускания излучения на приемник,,т;е. измерять потоки излучения, Приборы могут измерять и другие фотометрические характеристики (например, полусферические и сфери- 20 ческие яркости) $1)

Недостатком этих приборов явля ется узкий рабочий интервал длин вол,н

Наиболее близким к предлагаемо- 25 му является спектрометр, предназначенный для измерения спектрального состава полусферических яркостей неба и содержащий зеркальную сферическую поверхность (выпуклое 30 зеркало), средство для модуляции, последовательно расположенные по ходу отраженного излучения оптический фильтр, приемник, блок обработки и регистрации Излучение со всех направлений полусферы направляется на приемник зеркальной сферической поверхностью, одна половина которой зачернеиа, Приемник находится сбоку от сферы, при вращении последней происходит модуляция сигнала, Фильтр, расположенный перед приемником, позволяет измерять спектральный . состав излучения, Так как сфера отражает падающее на нее излучение равномерно по всем направлениям, сиг-"5 нал на приемном устройстве пропорционален сферической яркости отражаемого ею пространства .(21

Однако известный прибор не может измерять другие фотометричес- 50 кие характеристики, например полусферические потоки излучения. (Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых параметров широкоугольного.спектрора- 55 диометра, а именно использование его как для измерения сферических и полусферических яркостей, так и для измерения полусферических потоков излучения, средних яркостей 60 и потоков излученйя, поступающего иэ различных концентрических зон сферы, Эта цель достигается тем, что спектрорадиоМетр, содержащий вы- 65 пуклое зеркало, последовательно расположенные по ходу отраженного им излучения оптический фильтр, приемник, блок обработки и регистрации, а также средство для модуляции излучения, снабжен размещенными на оси симметрии выпуклого зеркала плоским отражателем и выполненным в виде пластины растром, установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль этой оси и фиксации на заданных расстояниях от выпуклого зеркала, при этом средство для модуляции установлено по ходу отраженного излучения между растром и фильтром

На чертеже приведена схема широкоугольного спектрорадиометра.

Спектрорадиометр состоит из выпуклого 1 и плоского 2 зеркал, растра, выполненного в виде пластины 3, перемещающейся вдоль стержня

4, модулятора 5 излучения, оптического фильтра (клиновой интерференционный фильтр) б, приемника 7 лучистой энергии и блока 8 обработки и регистрации информации.

Прибор работает следующим образом.

Для измерения фотометрических характеристик излучения поступающего из верхней и нижней полусфер атмосферы, ось симметрии зеркала 1 направляется в зенит, Зеркальная сферическая поверхность отражает радиацию со всех направлений на плоское зеркало 2, а затем на приемник;7, При этом излучение модулируется модулятором 5 и проходит через фильтр;б. Пластина 3 затеняет часть зеркала и измерение из соответствующей части сферы не попадает на приемник, Чем выше расположена пластина, тем меньшую часть выпуклого зеркала она затеняет.Если пластина, находясь на высоте

6, поднялась на Ь, то на приемник попадает дополнительная лучистая энергия Я в =K sin8 a8j I (9,x) dxÿ где I(9,х) — интенсивность излучения, падающего в направлении зенитного

0 и азимутального х углов;

Кв — коэфФициент, зависящий от аппаратной функции прибора, определяемый при градуировке, Угол 8,,,т.;е. кольцевая зона полусферы, от которой поступает дополнительная энергия, зависит от и, Амплитуда модулированного оптического сигнала на выходе приемника 7 пропорциональна потоку, поступающему на приемник, поэтому разность между амплитудами, соот1062533

Составитель СоНепомнящая

Техред М.Гергель

Редактор,И.Николайчук

Корректор ОТигор

Заказ 10207/42 Тираж 873

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Раушская наб., д, 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, уп, Проектная, 4 ветсвующими двум соседним положениям пластины 3, пропорциональна

ЬF8 . Эту операцию вычитания выполняет блок 8 обработки и регистрации Соседние положения пластины определяются, шумами прибора, ;т е разность должна быть больше амплитуды àî Выделение. таким образом h.Fe позволяет определять в блоке 8 различные фотометрические характеристики, Например, в блоке 8 в одном иэ режимов работы осуществляется операция суммирования этих разностей в пределах положений пластины 3, соответствующих углами цц иОццк, и таким образом определя— ется средняя яркость в этом кольцевом конусном телесном угле При ,@MHH -- 0 и 6 цццц-" регистрируется средняя полусферическая яркость, г при 8 ц к =. - сферическая яркость, 5 В другом режиме работы операция суммирования осуществляется с весом, равным косинусу угла 9, соответствующему положению пластины:3

В этом случае определяется поток из10 лучения в кольцевом телесном угле, При8д„мрО иВ„, = определяется полусферический поток, привци, - к потоки из верхней и нижней полусфер, Таким образом, определяются сред15 няя сферическая или полусферическая

° яркость и полусферические потоки, .