Многоволновой радиометр

 

Изобретение относится к облааи радиационных измерений лучистой Эflepгии и лредназначено для исследования параметров лучистых потоков в атмосфере, лреимущепвенно в облаам контроля загрязнения атмосферы для исследования параметров факела про(иышленных предприятий. Цель . изобретения расширение функциональных всзможноаей и упрощение устройства Сущноаь изобретения заключается в том, что в качестве эталонного излучателя используется один из фильтроа выполнен он в виде заглу ики, и применяется в качестве эталонного излучателя при работе устройства в ИК диапазоне. Подключение выхода усилителя связанного с приемником излучения, на вход измерительных каналов непофедственно или через логарифмический блок, а также иаюльзование различных источников излучении с различными длинами волн и соответс1ву ощих фильтров позволяет решать широкий круг задач 1 т. Н ve С/} CJ

сОтОз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСНУВЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 3794502/25 (22) 26.09.84 (46) 30.12.93 6еп йи 47-48 (71) Главная геофизическая обсерватория имАИ.Воейкова (72) Белобородов BE (73) Белобородов BE (54) МНОГОВОЛНОВОЙ РЛДИОМЕТР (57) Изобретение относится к области радиационных измерений лучистой энергии и предназначено дпя исследования параметров лучистых потоков в атмосфере, преимущественно в области контроля загрязнения атмосферы дпя исследования пара- метров факела промышленных предприятий. Цель (19) S (1ц 2 (51) 5 G61N21 63 G01 J5 1Î изобретения — расширение функциональных возможностей и упрощение устройства Сущность изобретения заключается в том. что в качестве эталонного излучателя используется один из фильтров. выполнен он в виде заглушки, и применяется в качестве эталонного излучателя при работе устройства в ИК диапазоне. Подключение выхода усилителя, связанного с приемником излучения, на вход измерительных каналов непосредственно или через логарифмический бло а также использование различных источников излучения с различными длинами волн и соответс1вующих фильтров позволяет решать широкий круг задач. 1 ип.

1321215

4, - ? ° -.. ?. д, 4,,8 03 44 ОСИ -,я К 3ЯЛВСтр: pg qt,.» . ot?io4-.Ht-.>, изме?38Н?л? лучистОЙ знерГии и прсдназначено для исследования ГIBpGMBTрон лучистых потоков В атмосфере, преимуи;8cTe8;Itto в области контроля з=грязнения окаужающей среды для исследанания парзметрон факел(3В промышленных пред»?риятий, Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей и упрощение устройства.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит оптически связанные источник излучен?ля 1, зеркала 2, блок фильтров 3, В?ыпОлненныи В Виде диска 4 с распола3к;:.;::нными па окружности на равном расстоянии друг GT друга фильтрами 5, Один из которых является эталонным ?»?злучателем и Вы?404?нен, напримОр, В Вид8 заГлушки для кпм«енсации изменения температуры внутри корпуса радиометра, кювету 6 с линзами 44а торцах и г?риемник излучения 7, Выход приемника излучения 7 через ус?глиT8flb 8, пернь?Й Выключатель 9, л:3гарифмический блок "О и второй выключатель 11 соединен с входами 4?ерваго 12, второго 13, третьего "44 и четвертого 15 электронных

КЛ?ОЧЕЙ, НХОДЬ? >" ПРВВЛЕНИЯ КОТОРЫХ;08ДИ?

h84 I 4.?;i 44.?ХОДЯ," 443 УСТРОйст?38 УП?3ВНЛЕНИ:4

;r.?42чах:? 46. Выполнен; о о и виде первого, 7 и RTopot 3 I Ь ОГ1тичес?(и сВязэ?4ных чг?438з и? 008."-; в диске 4 блока фильтров 3, ра.пал(3:кенных нвпрОтиВ свет?эфи3?ьтрон 5 с 4!Врвым 149 и вторым 2О фотоэлементами,, напр?имер фатотранзисторами, и логическабла ?(н = 4, входы которого co8

24 и четве43ть?м 25 запоминающими эле?,18Нтами ?-и инн;pTMpующими входами первого

26, второго 27, третьего 28 и четвертого 29 дифференциальных,сил(4телей (ДУ, соответствнн 40. (-?еиннертирующие нходы г?ерваго ";5, второго 27, и третьего ДУ соединены с соответствующими Выходами перек,??очателя диаг;азанав излучения (ПД?4) ЗО, вход которого санди?4ен с выходом четвертого электроннога ключа 15, связанНОГО с эталонным излучателем блока фильтров 3. Выходы 438рвага 26 и второго 27 ДУ саедиг(ены с входами первого выходного ДУ

31, а выходы третьего 28 и четвертого 29 ДУ вЂ” c Входами BTopot 0 выходного ДУ 32. Выxot 1 источника опорного напряжения (NOH) 33 соединен с нхадамм уствЙОВки нуля первоГ(2

26, нторого 27, третьего 28, четвертога 29 ДУ перно?-О 31 M второго 32 ВыхОДных ДУ.

Устрайстн> работает следующим образом, 5 При работе устройства в режиме газаанализатора электромагнитное излучение

От источника излучения 1 отражается зеркалом 2, проходит через фильтр 5 блока фильтров 3, кювету 6 и попадает на приемник

"О излучения 7. Электрический сигнал с выхода приемника излучения 7 усиливается усилителем 8„ с выхода которого поступает на входы первого 12. второго 13, третьего 14 и четвертого 15 электронны3(ключей, либо че15 рез логарифмический блок 10, либо минуя

8ro В зависимости от положения первог ...-9 или Второго 11 выключателей. Первый 12, второй 13, третий 14 и четвертый 15 электронные ключи управляются устройством уп20 ранления ключами 16 таким образом, чтобы каждому электронному ключу строго соответствовал сигнал, полученный при прохождении определенного фильтра 5 при вращении диска 4 блока фильтров 3 в поле зрения приемника излучения.7. С выходов

t38pt3oro 12, второго 13, третьего 14 и четвертого 15 электронных клю:ей сигналы посгу0Ä toT на первый 22, второй 23, третий 24 и четвертый 25 запоминающие элементы и на иннертирующие входы первого 26, зторого

27, третьего 28 и четвертого 29 ДУ, на неиннертирующие нхады которых мажет поступать в зависимости ат положения ПДУЗО сигнал с выхода четнертога запоминающего элемента 25. Информационный сигнал снимается с входов первого 26, второго 27, третьего 28 и четвертого 29 ДУ, или первого

31 и второго 32 ныхаднь?х ДУ, который поступает либо на регистратор (на чертеже,не

44-4 показан), либо для обработки в вычислител?ьнае устройства (на чертеже не показачо), В качестве источника излучения 1 при- .. меняется источник изгучения, необходимый для решения конкретной задачи, Для ультрафиолетовой и видимой сбластей это может быть галогенная лампа. Для инфракрасной области эта — черное тело.

Когда решаются задачи без использования

4(?онеть? 6 с газом, в качестве источника излучения 14 может быть рассеянная атмосферой радиация солнца или инфракрасное излучение атмосферы. В этом случае зеркала 2 из устройства исключается.

Тип приемника излучения 7 и фильтров

5 в блоке фильтров 3 выбирается в зависимости ат длины волны излучения используемога источника излучения 1. При работе устройства в режиме спределения выброса пыли из труб про??ь??ляе?4?4ь х предприятий

1321215

50 источник излучения 1, зеркало 2, кювета с линзами не используются, а выход усилителя 8 через первый 9 и второй 11 выключатели, минуя логарифмический блок,0, подключен к входам первого 12, второго 13, третьего 14 и четвертого 15 электронных ключей, вход ПДИ 30 отключен от выхода четвертого электронного ключа 15. В качестве источника излучения используется рассеяния в атмосфере солнечная радиация.

При измерениях устройство устанавливаетсл на подвижной платформе(на чертеже не показана) с линией визирования устройства, направленной в зенит. Платформа движется перпендикулярно направлению распространения факела промышленного предприятия, проезжая под ним и, таким образом, пересекая его линией визирования устройства. Полученные значения относительных световых потоков используются 20 для вычисления выброса пыли по известному алгоритму.

При работе устройства в режиме определения плотности факела промышленного предприятия блок фильтров 3 содержит ад- 25 ну пару интерференционных фильтров с А =.

500 нм, один из которых поляриэацианный„ а Другой интерференцонный, с максимальным пропусканием на данной длине волны и втооую пару аналогичных фильтров с 30

1=640 нм. Каждый интерференцианный фильтр смонтирован дуплетом с паплризацианным фильтром таким образом, чтобы на каждой из длин волн иметь параллельую и Г!ерпендикуллрную составляащие 35 светового потока относительно аси вращения блока фильтров 3. Остальные элементы устройства используются те же, что и для предыдущего. режима.

Формула изобретения

МНОГОВОЛНСВОЙ РАДИОМЕТР, содержащий оптически связанные источник излучения, зеркало, блок фильтров, кювету с линзами на торцах и приемник излучения, выход которого соединен с входом усилителя, логарифмический блок, не менее четырех измерительных каналов, вы полненных в виде первого, второго, третьего и четвертаго электронных ключей, выходы которых соединены с первым, вторым, третьим и четвертым запоминающими элементами и инвертирующими входами первого, второго, третьего и четвертага дифференциальных усилителей саответстг евно. выходы первого и второго

При раба э устраЙства ь режиме определения температуры факела блок фильтров 3 содержит не менее трех фильтров 5 с максимумами прапусканил в ИК-области, а также заглушку, выполняющую роль эталонного излучателя, для обеспечения температурной компенсации корпуса устройства.

При этом в качестве источника излучения 1 используется сам факел, а вход ПДИ 30 подключен к выходу четвертого электронного ключа 25, связанного с заглушкой, установленной в блоке фильтров 3.

Таким образом, устройство путем замены источника 1 и фильтров 5 в блоке фильтров 3 позволяет решать широкий круг задач, а именно определение содержания компонент, определение выбрсса пыли из труб промышленных предприятий, определение плотности факела промышленного предприятия, определение, температуры факела, определение вертикального температурного профиля атмосферы При этом введение первого 9 и второго 11 выключателей и Г!ДИ

30 позволяют в считанные минуты переводить устройства из одного режима измерсний в другсй.

Использсвание в качествс зт=.:лонного излу;этепл при р бате устройства в ИК-диапазоне заглушк:.;, устанавливзема > на диске

4 в блокс фильтров 3 вместо одного из фильтров 5, в совокупности с ПДИ 30 для температурной компенсации корпуса устройства позволяет значительна упростить ус байства. (56) Авторское свидетельства СССР

M 761852, кп. 6 0" J 5/10, 1978.

Патент Великобритании

М 1447312, кл. 6 01 J 3/08, 1976. дифференциальных усилителей соединены с входами первого выходного дифференциальHGга усилителя, выход третьего и четвертага дифференциаль .:ых усилителей соединены с входами второго выходного дифференциального усилитепл, а также истачник опорного напряжения и устройство управления кл ачами, связанное с блокам фильтров, при этом выходы устройства управления ключами соединены с входами управления первого, второго, третьего и четвертого электронных ключей, отличающийся тем, чта, с целма расширения функциональных вазможностей и упрощения устройства, блок фильтров выполнен в виде диска с расположенными па акружнасп; на равном расстоянии друг ат друга

132! 215

Составитель А.Леви

Гехред М,Моргентал Корректор H,Påâñêàÿ

Редактор 1<.Коляда

Заказ 3466

Тираж Подписное 1 ПО Т)писк" Роспатента ! 13(1.>5 Москва. Ж 35, Phylum.iiàii наб,

-. > .; г °,.«р,,, р °, .1«,,,!,, i I I ifi fii f уз !л(п («ГаГл !с л ! ipse;t; « ii« (- ч ° -,. . - " фильтрами. один из которы выполнен и виде эталонного излучателя для компенсации изменения температуры внутри корпуса радиометра, а также дополнительно содержит переключатель диапазонов излу- 5 чения и пеовый и второй выключатели, при этом выход усилителя соединен череЗ первый выключатель, логарифмический блок и второй выключатель с входами первого, второго, третьего и четвертого электрон- 1О ных ключей, выходы переключателя диапазонов соединены с неинвертирующими входами первого, второго и третьего дифференциальных усилителей, а вход - с выходом четвертого электронного ключа; связанного с фильтром, выполненным в виде эталонного излучателя блока фильтров, причем выход источника опорного напряжения соединен с входами установки нуля первого, второго. третьего и четвертого дифференциальных усилителей и первого и второго выходных дифференциальных усилителей, причем число измерительных каналов равно числу фильтров в блоке фильтров.