Способ определения атмосферной дисперсии и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к атмосферной оптике, а именно к исследованию распространения излучения внеатмоссЬерных объектов в земной атмосфере . Целью изобретения является повышение точности и оперативности наблюдений . Для этого путем сканирования изображения звезды вдоль и поперек направления дисперсии определяют разность длительностей сигналов сканирования и по ее величине определяют атмосАерную дисперсию. Устройство содержит два зеркала, вращающихся на двух взаимно перпендикулярных валах и отражающих излучение звезды на фотоприемники с прямоугольными входными отверстиями, ориентированными параллельно валам вращения зеркал. Сигналы с Лотоприемников через ключевые элементы в виде последовательности импульсов попадают на счетчики импульсов и затем на схему вычитания длительностей сигналов сканирования. 2 с. и 1з. п.ф-лы, 2 ил. SS V)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4444588/25 (22) 20.06.88 (46) 15.02.91. Рюл. Р 6 (71) Сибирский институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн CO AH СССР (72) П.Г.Ковадло, В.И.Коротеев и В.И.Круглов (53) 535.242(088.8)

i(56) Патент С111А М 3446559, кл. 356-128, 1969.

Авторское свидетельство СССР

11 194354, кл. G 01 N 21/27, 1967. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АТМОСФЕРНОЙ

ДИСПЕРСИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к атмосферной оптике, а именно к исследованию распространения излучения внеатмосферных объектов в земной атмосфеИзобретение относится к атмосферной оптике и может быть использовано при исследовании распространения излучения внеатмосферных объектов в земной атмосфере.

Цель изобретения — повышение точности и оперативности измерений.

Способ осушествляют следующим образом.

Спектр излучения звезды ограничивают заданной полосой в пределах ее спектрального диапазона светимости.

Из-за атмосферной дисперсии рефракция лучей разных длин волн в атмосфере происходит так, что короткие волны сильнее отклоняются от перво(51) G 01 N 21/27, С О1 W 1)00

2 ре. Целью изобретения является повышение точности и оперативности наблюдений. Для этого путем сканирования изображения звезды вдоль и поперек направления дисперсии определяют разность длительностей сигналов сканирования и по ее величине определяют атмосферную дисперсию. Устройство содержит два зеркала, вращающихся на двух взаимно перпендикулярных валах и отражающих излучение звезды íà фотоприемники с прямоугольными входными отверстиями, ориентированными параллельно валам вращения зеркал.

Сигналы с фотоприемников через ключевые элементы в виде последовательности импульсов попадают на счетчики импульсов и затем на схему вычитания длительностей сигналов сканирования.

2 с. и 1з п ф лы, 2 ил. начального направления по сравнению с лучами длинноволновой части спектра. В результате этого коротковолновые изображения смещаются больше длинноволновых и поскольку спектральный диапазон ограничен со стороны коротких и длинных волн, полное изображение ограничено по длине и представляет собой фигуру, близкую к эллипсу, большая ось которого вытянута вдоль направления дисперсии.

Максимальный поперечный размер изображения определяется размытием изображения, а продольный размер суммой размытия иэображения и его удлинения из-за атмосферной диспер1 62 7г134 лучей ныбранногn спектрального и; н ала.

Сканируют изображение звезды в и поперек направления диспер- 5 сип линейной разверткон с прямоугольной щелью, Длительность сигнала попег ного сканирования пропорциональна раэмытию изображения ввиду малого угнового размера звезды, а продольного

:".канпрованич — размытию изображения и его удлиненик из-за атмосферной .;пеперсии.

Разность сигналов продольного и нг ере шого сканирования соответству- 1» ет уппннепию изображения вдоль напL

p;! «!tett ttt дисперсии и пропорциональна неп лине -.тмосферной дисперсии для . г ыбрнппог- спектрального диапазона и-! нс-лп иэ.г учения звезды. 1Лириной, 20 цг.,ti о ределяется точность, с которсй .:t t- . льнос ти сигналов сканирования

:етс-,лугtT величинам продольного ,.е;t. !.t..ãî р: змеров изображения. ,ность длительностеи сигна- 25 ,р: н.ч пч tl зависит AT ширины

ipse .: рии цальна разности про,о и поперечного размеров изоб,, c ° 1 ° ч, ;< t ост линг йной развертки (пере- 30

«нttя щелей) спределяет диапазон

; . лю епьнос гей сигналов сканирования.

1!и г...г, l приведена схема устройста дпя определения атмосферной дисte репи на фиг. 2 — электрическая блокЭ 35, хема регистрации и преобразования г|-»лг н сканирования устройства. е ройr.ò;Bî содержи1 оптическую

; tму 1 для гЬормиронания изображеnt ъе-<та, светофильтр 2, зеркала и, валы 5 и 6, кинематический блок 7, двигатель 8, фотоприемники 9

i0, датчик 11 числа оборотов, клют..ные элементы 12 и 13, генератор 14 45 импульсов, счетчики 15 и 16 импульсов„ ему 17 вычитания, Светофильтр 2 вы-олнен полосовым в пределах спектрального диапазона светимости объекта расположен на выходе оптической сис- „

5ц темы 1, создающей изображение объекта.

Двигатель 8 через кинематический блок соединен с валами 5 и 6, ориентированными взаимно-перпендикулярно и нерпе".лпкулярно оси оптической систе 55

1 так, что вал 5 параллелен напра;::ëåíèí дисперсии (обозначено г грел:г й). Ралы 5 и 6 расположены вне светового потока íà одинакоВоМ расстоянии от оси оптической системы 1.

Зеркала 3 и 4 закреплены осесим— метрично на валах 5 и 6 и размещены за светофильтром 2.

Фотоприемники 9, 10 выполнены r прямоугольными гриемными поверхностями, ориентированными параллельно валам 5 и 6, размещены в фокальных плоскостях изображений, создаваемых оптической системой 1, и подключены к управляющим входам ключевых элементов 12 и 13, соединяющих генератор 14 импульсов, управляемый датчиком 11 числа оборотов двигателя 8, с входами счетчиков 15 и 16 импульсов, выходы которых подключены к схеме 1? ьычитания .

Устр буйство рабг тает следуюшим образом.

Двигатель 8 через кинематический блок 7 вращает вал 5 и укрепленное на нем зеркало 3 в одну сторону, например, по часовой i.òpåëêå, а вал 6 и зеркало 4 — синхpoHHo в противоположную сторону, В процессе вращения зеркала 3 и 4 попеременно входят в световой поток объек1а, сформированный оптической .си стемой 1 и прошедший через светофильтр 2, таким образом, что зеркало

4 отражает световой глоток вдоль направления дисперсии, а зеркало 3 — в плоскости, перпендикулярной направлению дисперсии.

Эллипсы изображений, сформированttbte на приемных поверхностях фотоприемников 9 и 10, ориентированы большими осями вдоль приемной поверхности фотоприемника 9 и поперек поверхности фотоприемника 10.

В процессе врашения зеркал 3 и 4 изображения объекта перемещаются с постоянной скоростью поперек фотопри-. емников 9 и 10.

Длительности сигналов с выхода фотоприемников 9 и 10 пропорциональны времени прохода изображений поперек их приемных поверхностей, т.е. пропорциональны времени поперечного и продольного сканирования изображения обьекта.

Сигналь1 фотоприемников 9 и 10 запускают ключевые элементы 2 и 13, которые переключают выход генератора

14 импульсов к входам счетчиков 15 н

16 импульсов.

1627934

В момент запуска датчика 11 числа оборотов двигателя 8 включается генератор 14 и импульсы с его выхода начинают поступать ня входы ключевых элементон 12 и 13. Ро поступлении сигналов сканиронания с фотоприемников 9 и 10 клн:чевые элементы 12 и 13 подкгппчают генератор 14 к входам счет чиков 15 и 16 импульсов, которые пода ют результат суммирования на схему

I7 вычитания.

Количество импульсов на выходе счетчика 15 пропорционально времени поперечного сканирования изображения, т.е. пропорционально поперечному размеру изображения, умноженному на число оборотов зеркала 3 с момента включения датчика 11 числа оборотов.

Сигнал на выходе счетчика 16 импульсов соответственно пропорционален продольному размеру иэображения.

После обработки заданного числа оборотов двигателя 8 датчик 11 числа оборотов отключает генератор 14 и прекращает подачу импульсов на входы счетчиков 15 и 16 импульсов.

Сигнал на выходе схемь! 17 вычитания пропорционален разности продольного и поперечного раэмерон объекта, т.е. пропорционален величине атмосферной дисперсии и служит цлч ее oiJределения.

Поскольку зеркала 3 и 4 отражают полный световой поток с выхода оптической системы 1, а фотоприемники 9 и 10 осуществляют сканирование всего поля изображения, для определения атмосФерной дисперсии достаточно вве— сти объект, либо несколько объектов в поле зрения оптической систе".лы 1 и произвести хотя бы один цикл сканирования.

Взаимная перпендикуляр»ость зеркал 3 и 4 обес<1ечивяет их синхронное беспрепятственное вращение в процессе работы устройства.

Симметричное закрепление зеркал

3 и 4 на валах 5 и 6 позволяет устранить механические биения и вь<полнить их отражающими с обеих стс рон . Эт<1 вдвое увеличивает чя< тоту сканиронаиия изобра ений объекта при зяд;нной скорости вращения двигателя Ь и сокращает время измерений.

Форму лаизобре<е» и я

1. Способ определения атм< сс«ерной< дисперсии, з яключяю!1!и<соя B I< .!. чт

С1 . ьь сигнала и по разности сигналов ""ка< ирования вдоль и поперек направления атмосферной дисперсии судят о ее личине.

2, Устройство для определения атмосФерной дисперсии, содержащее ус2О тановленные посчедзвятельнс íà оптческой оси оптическую сис-е: 1 для форми-;овяния пэобряже!. .я с1 . екта, сне т<«ф<<л<ь Tp .I фо . <прин! !.!1<" ..1 также дн<гате;-- с кинемя нческ. <10<(м 1< измерит;-ль, о т л ..; . -я ю <. е с я

<«Л „"! ГTO, С ЦЕЛЬК ПОВЬ<ПЕ<11: С;1 <НС<С < 11 .< 0n;".рат1<нh<1< ти измерений„. него введены дополни1 ельный фотоприемник и два зеркала,. раз!<ещенные между с ; .

1офи,н трс и и фотопр»е<. <лк< м на вала;. ращения, огие<лтиронян<лых взаим<ло . пе рпенд<п" улярно, при .ем н.1ль расположены вне снетовсго Jioòoêà нз равном расстоянии от оптической оси перпен35 дикулярно ей так, что один из валов

1араллелен направлению дисперсии

У светофильтр выпс 11<ен пол- соным в преДЕЛаХ СПЕК сря,<П- НОГО 1<Я»Я".; На СВЕТИ«с.".ти <бъектя < à фс го!<рис мпики с при емнь<1<л noBepx<

3. Устройство по п.2, о т л и— ч а ю щ е е с я †.ем„ что 1:змеритель ,.аэности дли1ель»остеii с1: нанон с

5с< <отоприемников содержит генератор имп1 и зсoR .. чюч&1<".з 3 > .<- J< . ь<„< четчи ки чыГ iг,<1ь он н c " - Р < < л1 яt<ия > npH чем входы клю-<ев -: зле,<<. .ToB соединены с фотonpIJesJ 1

ИМПУЛЬСОН, ВЫХОЛЬ. — OO -"Е- 11<КЯМИ

<злпугьсов. нь<ходы с е-. . <кс ь- мпульсон

СОЕДИНЕНЫ СО СХЕМОЙ 1;.ся»тЯН<<Я, ГЕНЕ—

РатОР ИМПУЛЬСОВ С;С- <1:

16ã. . i9 34

Фиг. 2

Состав тель И.Никулин

Тохрсд J1.0ëèéíûê Корректор И.Муска с, а э р Л,)к вин

Тираж 4 05

Подписно!

, .11 .1 .".: i,;арственного комиэ ета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035„ Москва, iK-35, Раушская наб., д. 4/5 ч:о - .дательский комбинат - Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101