Устройство для определения оптических характеристик атмосферы

.ОПВМВамитиРЕСПУБЛИК 018 2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ госудАРственный номитет сссР о делАм изОБРетений и ОтнРытий(71) Институт оптики атмосферы Томского Филиала Сибирского отделенияАН СССР(56) 1. Авторское свидетельство СССР9 309338, кл. С 01 Р 1/00, 1971.2. Авторское свидетельство СССРйо.заявке М 2982113, кл. 0 01 М 21/01,1980 (прототип),(54)(57)1 УСТРОИСТБО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АТМОСФЕРЫ,содержащее блок управления, соединенный с импульсным источником излучения и с фотоприемником с квадратичным усилением, амплитудный анализатор и последовательно соединенныенакопитель, блок деления и регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точ,ЯО 1038839 А ности измерений, в него введены дополнительный блок деления, логарифмирующий блок, усилитель с коэффициентом усиления, изменяющимся пропорционально времени, и блок Формирования сигнала квадратичной временной зависимости, выходкоторого соединен с другим входом блока деления, а вход - с выходом блока управления и с управляющим входом усилителя с коэффициентом усиления, изменяющимся пропорционально времени, вход которого через логарифмирующий блок соединен с выходом дополнительного блока деления, один вход которого соединен с выходом фотоприемника ср квадратичным усилием, а другой вход -М с выходом амплитудного анализатора, другой выход которого соединен с входом блока управления, а вход - с другим выходом фотоприемника с квадратичным усилением, причем вход накопителя соединен с выходом усилителя с коэффициентом усиления, иэменяв 3 щимся пропорционально времени., Изобретение относится к техничес 1 кой физике, а именно к Фотометрии атмосферы, и может применяться для измерения оптических параметров атмосферы, а также быть использовано для контроля уровня аэрозольных загрязнениЯ как естественного, так и антропогенного происхождения.Известно устройство для определения оптических характеристик атмосферы, содержащее блок управления, им пульсный источник излучения, фотоприемник с квадратичным усилением, накопитель и блок регистрации1).Недостатком указанного устройства является то, что при зондировании оптически плотных метеорологических 1образований Фон многократного рассеяния приводит к увеличению накапливаемого сигнала и к уменьшению регис";- рируемой прозрачности измерений, т, е. к увеличению погрешности измерений.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения оптических характеристик атмосферы, содержащее блок управления, соединен- ный с импульсным источником излучения и с фотоприемником с квадратным усилением, амплитудный анализатор и последовательно соединенные накопитель, блок деления и регистрирующий, прибор. ЗдИэвестнор устройство реализует следующйй алгоритм определения проз рачности Т на дистанции О ;г5(г)дОгде Ь(г) - величина эхо-сигнала с,расстояния г, скорректи"рованная на квадрат расстояния;- дистанция, на которой сигнал 5 г) достигает порогового значения- максимальная дистанциязондирования 2 )Недостатком известного устройства 50 является ограниченная точность измерений, обусловленная тем, что при зондировании неоднородной атмосферы с с большими градиентами коэффициентов, рассеяния, весьма характерным явля ется возрастание эхо-сигналов в местах появления неоднородностей, например, разрывов в тумане или появление облачных образований. Если возрастание зхо-сигнала наблюдается щ 0 после достижения сигналов порогового уровня, мо это приводит к Тому, что. величина интеграла 5 г)4 в отраг жении (1) будет увеличиваться. Вследствие этого фиктивно увеличивается регистрируемое устройством прозрач-, ности атмосферы,что автоматически приводит к фиктивному уменьшению иэмеряе-. мого среднего коэффициента рассеяния,Цель иэ обретения - п овышение точности измеоений.Для достижения укаэанной цели в устройство для определения оптических характеристик атмосферы, со" держащее блок управления, соединенный с импульсным источником излучения и с Фотоприемником с квадратичным усилением, амплитудный анализатор и последовательно соединенные накопитель, блок деления и регистрирующий. прибор, введены дополнительный блок деления, логарифмирующий блок, уснлитель с коэффициентом усиления, изменяющимся пропорционально времени, и блок формирования сигнала квад ратичной временной зависимости, выход которого соединен с другим входом блока деления, авход - с выходом блока управлейия и с управляющим входом усилителя с коэффициентом усиления, изменяющимся пропорционально времени, вход которого через логарифмирующий блок соединен с.выходом дбйолнйтельного блока деления, один вход которого соединен с выходом фотоприемника с квадратичным усилением, а другой вход - с выходом амплитудного анализатора, другой выход которого соединен с входом блока управления, а вкод -) другим выходом Фотоприемнйка с квадратичным усилением, причем вход накопителя соединен с выходом усилителя с коэффициентом усиления, изменяющимся пропорциональ. но времени.На чертеже показана блок-схема: предлагаемого устройства.Устройство содержит блок 1 управления, импульсный источник 2 излучения, фотоприемник 3 с квадратичным усилением, амплитудный анализатор 4, дополнительный блок 5 деления, лога-. рифмирующий блок б, усилитель 7 с коэффициентом усиления, изменяющимся пропорционально времени, накопитель 8, блок 9 формирования сигнала квадратичной временной зависимости, блок 10 деления и регистрирующий приборБлок 1 управления выходами подключен к импульсному источнику 2 излучения, Фотоприемнику 3 с квадратичным усилением, к усилителю 7 с коэффициентом усиления изменяющийся пропорционально времени, и к блоку 9 форми рования сигнала квадратикной временной зависимости, а входом - к амплитудному анализатору 4, Выход.фотоприемника 3 с квадратичным усилением связан с одним входом дополнительного блока 5 деления непосредственно, а с другим - чррез амплитудный анализатор 4. Выход дополнительного блока5 деления соединен с входом блока10 деления через последовательносоединенные логарифмирующий блок б,усилитель 7 с коэффициентом деления,изменяющимся пропорционально временй, и накопитель 8. Другой вход блока 10 деления соединен с блоком 9формирования сигнала квадратичнойвременной зависимости, а выход - срегистрирующим прибором 11.Устройство работает следующимобразом.До начала зондирования в блоке1 управления устанавливают величинуинтервала времени, соответствующего 15заданной дистанции зондированияБлок 1,одновременно запускаетимпульсный источник 2 излучения и Фотоприемник 3 с.квадратичным усилением 3.20Импульсный источник 2 излученияпосйлает в атмосферу зондирующийимпульс, а обратно рассеянное атмос" ферой излучение поступает на световой вход Фотоприемника 3 с квадратичным усилением 3, где эхо-сигнал преобразуется в электрически и усиливается пропорционально квадрату текуего времени, отсчитываемого от моента посылки зондирующего импульса.электрический сигнал разветвляет- З 0 ся и поступает на входы амплитудного анализатора 4 и дополнительного блока 5 деления.Амплитудный анализатор 4 после достижения эхо сигналом максималь- З 5 . ного значения посылает это значение в дополнительный блок 5 деления 5 и одновременно подает импульс, запуска в блок 1 управления. После этого блок 1 управления запускает усили тель 7, коэффициент усиления которого начинает линейно возрастать пропорционально текущему времени, и блок 9 формирования сигнала квадратичной временной зависимости, который формирует сигнал, пропорциональный квадрату текущего времени.В это время на другой вход дополнительного блока 5 деления поступают текущие значения эхо-сигнала. Результат деления подается на вход логарифмирующего блока б, после чего усиливается по линейному закону относительно текущего времени и ,накапливается в накопителе 8. Накапливаемый сигнал подается в блок 10 деления, на другой вход которого подается сигнал, пропорциональный квадрату текущего времени.По истечении заданного интервала времени накопления эхо-сигнала блок 1 управления подает запирающий импульс, и результат деления зафиксированный в регистрирующем приборе 11, сбответствует прозрачности атмосферы к среднему коэффициенту расстояния..Таким образом, в устройстве реализуется следующий алгоритм определения прозрачности атмосферы Т где 5(г) - величина эхо-сигнала, принятого с расстояния х и скорректированного наквадрат расстояния;5 - максимальное значение эхосигнала,Изобретение позволяет в несколько раз повысить точность измерения оптических характеристик атмосферы приналичии Фона многократного рассеяния. ВНИИПИ Заказ 6221/5 Тираж 873 Подписное Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул,Проектная