Устройство для оптического зондирования атмосферы

СОЮЗ СОВЕТСКИХснРЕСПУБЛИК аа ао НЫЙ НО БРЕТЕНИ ГОСУД АРС" ПО ДЕЛАМ ИТЕТ СССР И ОТНРЬПЖ ИЕ РЕТЕНИЯ(54) (57) УСТРКОГО ЗОНДИРОВАНИЯжащее блок упримпульсным истдвумя фотоприем(56) 1,Авторское свидетельство ССУ 373602, кл.О 01 Ю 1/00,19712. Авторское свидетельство СССВ 918822, кл, С 01 Н 21/0.1,1980(прототип). ИСТВО ДЛЯ ОПТИЧЕСАТМОСФЕРЫ, содер авления, соединенный чником излучения и никами, один из кот рых с углом поля зрения, охватывающимзондирующий пучок излучения, связан,с блоком разности непосредственно, адругой с углом поля зрения вне зоныдействия зондирующего пучка - черезусилитель, а также регистрирующийблок, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повьппения точности измерений, оно снабжено двумя поляризационными линейными анализаторами,согласованными в одной плоскостиполяризации и установленными передфотоприемниками с возможностью одновременного поворота относительнооптической оси источника излученияи фиксации плоскостей поляризациипараллельно или перпендикулярно плоскости поляризации этого источника,1 11307Изобретение относится к технической физике, а именно фотометрии ат" мосферы, и может применяться для определения оптических параметров атмосферы, а также для контроля уровня аэроэольных загрязнений, рас- познавания кристаллических и жидко- канальных облаков.Известны оптические поляриэационные устройства, содержащие источник. 10 линейного поляризованного излучения, два фотоприемника с поляризационными анализаторами, из которых плоскость поляризации одного совпадает с плоскостью поляризации источника излучения, а другого ей ортогональна, при этом фотоприемники имеют углы поля зрения целиком охватывающие зондирующий пучок и через усилители подключены к блоку деления, соеО диняющему с блоком регистрации 1.Недостатком этих устройств является то, что они позволяют выделить только границы области многократного рассеяния в оптических средах, 25 не определяя количественных характеристик помехи многократного. рассеяния в эхо-сигнале. Это связано с тем, что многократно рассеянное излучение сохраняет частично поляризацию носы" лаемого излучения. При этом в каждом конкретном случае зондирования степень деполяризации многократного рас сеяния заранее неизвестна.Наиболее близким к изобретению35 по технической сущности является устройство для оптического зондирования атмосферы, содержащее блок управления, соединенный с импульсным источником излучения и двумя фотоприемни" хами, один из которых с углом поля зрения, охватывающим зондирующий пучок излучения, связан с блоком разности чепосредственно, а другой - с углом :голя зрения вне поля действия зонди" 45 рующего пучка - через усилитель, а гакже регистрирующий блок. В известном устройстве источник излучения посыпает импульс излучения в атмосферу, а обратно рассеянный сигнал поступает на первый фотоприем ник с углом поля зрения целиком охватывающим зондирующий пучок. На второй фотоприемник поступает Фоновый сигнал, включающий сигнал, обус ловленный многократным рассеянием вне границ зондирующего пучка. Далее сигнал поступает на усилитель и в блокс 79 2разности. на другой вход которого подается. сигнал из рабочего канала первого фотоприемника. Разно.гней сигнал затем поступает на дальнейшие блоки устройства, где обрабатывается и в регистрирующем блоке записывается информация об оптических параметрах атмосферы 21.Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет отселектнровать полезный сигнал от помехи многократного рассеяния, что в свою очередь приводит к дополнигельным неконтролируемым ошибкам измерений. Это обусловлено тем, что в поперечном сечении пучка величина сигнала многократного рассеяния не распределена равномерно, а убывает примерно по экспоненциальному закону.Целью изобретения является повыше. ние точности измерений путем уменьшения влияния вклада многократного рассеяния в суммарный сигнал.Поставленная цель достигается тем, что устройство для оптического зонди.рования атмосферы, содержащее блок управления, соединенный с импульсныь: источником излучения и двумя фотоприемниками, один иэ которых с углом поля зрения, охватывающим зондирующий пучок излучения, связан с блоком разности непосредственно, а другой с углом поля зрения вне зоны действия зондирующего пучка - через усилитель, а также регистрирующий блок,. снабжено двумя поляризационными линейными анализаторами, согласованными в одной плоскости поляризации н установленными перед Фотоприемниками с возможностью одновременного. поворота относительно оптической оси источника излучения и Фиксации плоскостей поляризации параллельнс или перпендикулярно плоскости поляризации этого источника.На чертеже показана блок-схемапредлагаемого устройства.Устройство содержит блок 1 управле. ния, импульсный источник 2 излучения, фотоприемники 3 и 4, поляризационные линейные анализаторы 5 и 6 призмы Глана, усилитель 7,блок 8 разности и регистрирующий блок 9, Блок 1 управления подключен к источнику 2 излучения и Фотоприемникам 3 и 4.3 11307Фотоприемники 3 и 4 установленытаким образом, что угол поля зрения Фотоприемника 4 целиком охватывает зондирующий световой пучок, ав угол пбля зрения Фотоприемника 3,этот пучок не попадает.Перед Фотоприемниками 3 и 4 установлены поляризационные линейныеанализаторы 5 и 6, согласованные водной плоскости поляризации, которая 1 Оили совпадает с плоскостью поляризации источника излучения или ейуортогональна.Фотоприемник 3 через усилитель 7соединен с блоком 8 разности, другой вход которого подключен к фотоприемнику 4. Выход блока разностиподключен непосредственно крегистРирующему блоку 9,Устройство работает следующимобразом,В первоначальный момент времениполяризационные линейные анализа-торы 5 и 6 устанавливают таким образом, что их плоскости поляривации 25ортогональны плоскости поляризацииисточника 2 излучения.Блок 1 управления одновременнозапускает источник 2 излучения,который направляет импульс излучения в атмосферу, и фотоприемники 3и 4,ЪНа фотоприемник. 4 поступает деноляризованный компонент многократнорассеянного сигнала в зоне действиязондирующего пучка, который послепреобразования в Фотоприемнике ввиде электрического сигнала направляется в блок 8 разности, На фото-приемник 3 поступает деполяризованный компонент многократного рассеянного сигнала вне поля действия зондирующего пучка, который после прохождения усилителя 7 компенсируетв бдоке 8 разности аналогичную сос 45тавляющую в рабочем канале-фотоприемника 4.Во второй момент времени поляризационные линейные анализаторы 5и 6 устанавливают таким образом, чтб 5 Оих плоскости поляризации парал 79 4лельны плоскости поляризации источника 2 излучения,Блок 1 управления вновь одновременно запускает источник 2 излучения и фотоприемники 3 и 4.На фотоприемник 4 поступает однократно рассеянный сигнал и та частьмногократно рассеянного, которая сохраняет поляризацию источника излучения, После преобразования в приемнике 4, электрический сигнал направляется в блок 8 разности.На фотоприемиик 3 попадает толькомногократно рассеянное излучение,которое сохраняет поляризациюзондирующего пучка. После прохождения усилителя 7, коэффициент усилениякоторого подобран в предыдущем актезондирования, сигнал с фотоприемника 3 компенсирует в блоке 8 разности вклад многократного рассеяния врабочем канале-Фотоприемнике,4.Таким образом, на выходе блока 8разности формируется полезный сигнал,который направляется в дальнейшем врегистрирующий блок 9, где можетосуществляться его дальнейшая обработка с целью определения оптических параметров исследуемой среды.Наличие в предлагаемом устройстве согласованных в одной плоскостиполяризации поворотных поляризацион-,ных анализаторов позволяет отселектьровать от помехи многократного рассеяния полезный сигнал однократногорассеяния, что повышает в дальнейшемточность обработки данных зондирова-.ния с целью получения информации обоптических параметрах среды, в частНости коэффициента рассеяния,При зондировании оптически плотных сред, эта информация необходима приизмерении дальности ьидимостив аэропортах.Так как коэффициент рассеянияпропорционален величине массовойконцентрации, то таким образомможно оперативно контролировать степень загрязненности окружающейсреды, вызванную за счет аэрозольных частиц.ЗНИИПИ Заказ 9602/З,Г Тираж 822 Подшсное Фипазл БШ ф 8 атеатф, г Узтород,зщ.Проектная, 4