Устройство для регистрации атмосферной дисперсии

 

Изобретение предназначено для исследования распространения света в атмосфере. Устройство содержит установленные последовательно на оптической оси оптическую систему для формирования изображения объекта, полосовой оптический фильтр, фотоприемник, двигатель с кинематическим блоком и измеритель разности длительностей сигналов. Кинематический блок соединен с валами. Две замкнутые кольцевые ленты размещены на валах перед фотоприемником и взаимно перпендикулярно вставлены одна в другую. Ленты содержат щелевые прорези, непрозрачные и прозрачные участки. Щелевые прорези одной ленты совмещены с прозрачными участками другой ленты в пределах перемещения по приемной поверхности фотоприемника. Техническим результатом является повышение точности регистрации атмосферной дисперсии при меньших габаритах. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к атмосферной оптике и предназначено для исследования распространения света в атмосфере.

Известно устройство для регистрации атмосферной дисперсии, содержащее оптическую систему с полосовым оптическим фильтром, зеркало на валу двигателя, размещенное под углом к оптической оси, и два фотоприемника, разнесенные по оптической оси на угол 90 градусов и подключенные к блоку обработки сигналов в виде генератора импульсов, подключенного через ключевые элементы, управляемые фотоприемниками, к входам счетчиков импульсов, выходы которых подключены к схеме вычитания (авт. свид. СССР 1631487, опубл. 28.02.91, бюлл. 8).

Известное устройство громоздко и имеет недостаточную точность регистрации из-за использования двух фотоприемииков.

Наиболее близким является устройство, содержащее оптическую систему с полосовым оптическим фильтром и два зеркала, вращаемых двигателем с кинематическим блоком, строящих изображение объекта (звезды) в двух взаимно перпендикулярных направлениях вдоль и поперек атмосферной дисперсии на два щелевидных фотоприемника, подключенных к блоку обработки сигналов в виде генератора импульсов, подключенного через ключевые элементы, управляемые фотоэлементами, к входам счетчиков импульсов, выходы которых подключены к схеме вычитания (авт. свид. СССР 1627934, опубл. 15.02.91, бюлл. 6).

Однако известное устройство также громоздко и имеет недостаточную точность регистрации атмосферной дисперсии.

Предлагаемое устройство предназначено для более точной регистрации атмосферной дисперсии при меньших габаритах.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в устройство для регистрации атмосферной дисперсии, содержащее установленные последовательно на оптической оси оптическую систему для формирования изображения объекта, полосовой оптический фильтр и фотоприемник, двигатель с кинематическим блоком и измеритель разности длительностей сигналов в виде генератора импульсов, подключенного через ключевые элементы к входам счетчиков импульсов, выходы которых подключены к схеме вычитания, введены контактные датчики и две замкнутые кольцевые ленты, размещенные на валах и взаимно перпендаиулярно вставленных одна в другую, содержащие щелевые прорези, непрозрачные и прозрачные участки и контактные площадки, взаимодействующие с контактными датчиками, подключенными к управляющим входам ключевых элементов, валы лент соединены с кинематическим блоком, ленты размещены в плоскости изображения оптической системы перед фотоприемником, выход которого подключен к управляющему входу генератора импульсов, щелевые прорези лент ориентированы вдоль и поперек направления дисперсии, а прозрачные и непрозрачные участки лент сдвинуты относительно друг друга на размер поля зрения оптической системы и щелевые прорези одной ленты совмещены с прозрачными участки другой ленты в пределах перемещения по приемной поверхности фотоприемника.

Кроме того, щелевые прорези лент отделены от прозрачных участков непрозрачными, длины прозрачных и непрозрачных участков равны и составляют не менее удвоенного размера поля зрения оптической системы, а длины контактных площадок составляют не менее размера поля зрения оптической системы.

На фиг. 1 приведена схема устройства для регистрации атмосферной дисперсии, на фиг. 2 - блок-схема регистрации и преобразования сигналов фотоприемника при сканировании изображения объекта наблюдения, на фиг. 3 - развертка и расположение лент относительно поля зрения оптической системы.

Устройство содержит оптическую систему 1 для формирования изображения объекта, полосовой оптический фильтр 2 и фотоприемник 3, две замкнутые кольцевые ленты 4, 5, содержащие щелевые прорези 7, 8, непрозрачные участки 9, 10, прозрачные участки 11, 12 и контактные площадки 13, 14, контактные датчики 15, 16, ключевые элементы 17, 18, счетчики импульсов 19, 20, схему вычитания 21, генератор импульсов 22 и двигатель 23 с кинематическим блоком 24.

Кольцевые ленты 4, 5, расположены в плоскости изображения объекта, размещены на валах 6 и взаимно перпендикулярно вставлены одна в другую.

Фотоприемник 3 подключен к управляющему входу генератора импульсов 22, подключенного через ключевые элементы 17, 18 к входам счетчиков импульсов 19, 20, выходы которых подключены к входам схемы вычитания 21. Контактные датчики 15, 16 взаимодействуют с контактными площадками 13, 14 лент 4, 5 и подключены к управляющим входам ключевых элементов 17, 18. Валы 6 лент 4, 5 соединены с кинематическим блоком 24 двигателя 23. Щелевые прорези 7, 8 лент 4, 5 ориентированы, соответственно вдоль и поперек направления дисперсии (обозначено стрелкой). Непрозрачные участки 9, 10 и прозрачные участки лент 4, 5 взаимно перекрывают поле зрения оптической системы 1 так, что щелевые прорези 7, (8) одной ленты 4, (5) попадают на прозрачные участки 12, (11) другой ленты 5, (4) в поле зрения оптической системы 1, перекрываемое приемной поверхностью фотоприемника 3.

При этом щелевые прорези 7, 8 лент 4, 5 отделены от прозрачных участков 11, 12 непрозрачными участками 9, 10, а длины прозрачных участков 11, 12 и непрозрачных участков 9, 10 составляют не менее удвоенного размера поля зрения оптической системы 1.

Устройство работает следующим образом.

Двигатель 23 через кинематический блок 24 вращает валы 6, приводя в движение ленты 4, 5. В момент подхода щелевой прорези 7, (8) одной из лент 4, (5) к полю зрения оптической системы 1 контактная площадка 13, (14) ленты 4, (5) взаимодействует с контактным датчиком 15, (16), который через ключевой элемент 17, (18) подключает генератор импульсов 22 к входу счетчика импульсов 19, (20).

В процессе движения щелевая прорезь 7 сканирует изображение объекта, сформированное оптической системой 1 на поверхности ленты 4, вдоль направления дисперсии. Световое излучение объекта, прошедшее щелевую прорезь 7 и прозрачный участок 12 ленты 5, поступает на фотоприемник 3. Сигнал с фотоприемника 3 запускает генератор импульсов 22, который через ключевой элемент 17 подает импульсы на счетчик импульсов 19. По завершении сканирования поля зрения оптической системы контактная площадка 13 прекращает взаимодействие с контактным датчиком 15 и ключевой элемент 17 отключает генератор импульсов 22 от счетчика импульсов 19.

Соответственно, в процессе движения щелевой прорези 8 по полю зрения оптической системы 1 изображение объекта сканируется поперек направления дисперсии и импульсы генератора импульсов 22 поступают на вход счетчика импульсов 20.

Длительности сигналов с выхода фотоприемника 3 пропорциональны времени поперечного и продольного сканирования изображения объекта в процессе движения щелевых прорезей 7, 8 по полю зрения оптической системы 1.

При этом количество импульсов на выходе счетчика импульсов 19 пропорционально времени продольного сканирования изображения, т.е. пропорционально продольному размеру изображения, умноженному на число проходов щелевой прорези 7 по полю зрения оптической системы 1. Сигнал на выходе счетчика импульсов 20 соответственно пропорционален поперечному размеру изображения.

Сигнал на выходе схемы вычитания 21 пропорционален разности продольного и поперечного размеров объекта, т.е. пропорционален величине атмосферной дисперсии и служит для ее определения.

Для определения атмосферной дисперсии достаточно ввести объект, либо несколько объектов в поле зрения оптической системы 1 и произвести хотя бы по одному циклу продольного и поперечного сканирования.

Поскольку щелевые прорези лент отделены от прозрачных участков непрозрачными, а длины прозрачных и непрозрачных участков равны и составляют не менее удвоенного размера поля зрения оптической системы, щелевая прорезь одной ленты совпадает с движущимся прозрачным участком другой ленты в процессе сканирования, а непрозрачные участки лент всегда перекрывают прозрачные и прерывают излучение объекта в промежутках между сканированиями.

Наличие одного фотоприемника повышает точность измерений и уменьшает габариты устройства. Кроме того, конструктивно компактен механизм привода лент.

Формула изобретения

1. Устройство для регистрации атмосферной дисперсии, содержащее установленные последовательно на оптической оси оптическую систему для формирования изображения объекта, полосовой оптический фильтр и фотоприемник, двигатель с кинематическим блоком и измеритель разности длительностей сигналов в виде генератора импульсов, подключенного через ключевые элементы к входам счетчиков импульсов, выходы которых подключены к схеме вычитания, отличающееся тем, что в него введены контактные датчики и две замкнутые кольцевые ленты, размещенные на валах и взаимно перпендикулярно вставленные одна в другую, содержащие щелевые прорези, непрозрачные и прозрачные участки и контактные площадки, взаимодействующие с контактными датчиками, подключенными к управляющим входам ключевых элементов, валы лент соединены с кинематическим блоком, ленты размещены в плоскости изображения оптической системы перед фотоприемником, выход которого подключен и управляющему входу генератора импульсов, щелевые прорези лент ориентированы вдоль и поперек направления дисперсии, а прозрачные и непрозрачные участки лент смещены относительно друг друга на размер поля зрения оптической системы и щелевые прорези одной ленты совмещены с прозрачными участками другой ленты в пределах перемещения по приемной поверхности фотоприемника.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что щелевые прорези лент отделены от прозрачных участков непрозрачными, длины прозрачных и непрозрачных участков составляют не менее удвоенного размера поля зрения оптической системы, а длины контактных площадок составляют не менее размера поля зрения оптической системы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3