Способ определения внутреннего масштаба турбулентности в атмосфере

(51)4 С 01 И 21/4 ПИСАН БРЕТ НИ ЕЛЬСТ ВТОРСКОМУ В 29 атмосфе горовец МеФЬоешеЫ 3.п а"АррЦей Ор 87, 1972.ство СССР21/47, 1979. ДЕЛКНИЯ ВНУТРЕНТНОСТИ В АТ-в исследуемую яю СУДАРСТВЕННЫЙ МОМИТЕО ИЗО 6 РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТРИ ГКНТ СССР(71) Институт оцтикиСО АН СССР(54)(57) СПОСОБ ОПРЕНЕГО МАСШТАБА ТУРБУЛЕМОСФЕРЕ путем посылк Изобретение относится к атмосферной оптике и может быть использованО для дистанционного определения внут" реннего масштаба турбулентности. как.Фв чистой, так и в замутненной атмосфере (во время выпадания дождя или мороси, в облаке, в тумане и т.п).Известен способ определения внутреннего масштаба турбулентности в ат мосфере, по которому излучение от . двух точечных источников посылают в атмосферу, принимают их излучение после прохождения трасс различной длины через точечные диафрагмы, измер т дисперсию интенсивности в каждом из пучков излучения и определяют отношение этих дисперсий, по кото рым судят об искомом параметре,Недостатком способа является необходимость использования двух трасс область двух пучков оптического излучения по трассам одинаковой длины, приема излучения, прошедшего через точечные диафрагмы, и определениядисперсии флуктуаций интенсивности в каждом пучке, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что,с целью повышения точности и чувствительности измерений, а также возможности измерений в замутненной атмосфере, посылают пучки одинаковой геометрии, но с различными длинами волн, определяют дополнительно взаимную корреляцию флуктуаций интенсивности и по отношению взаимной корреляции к разности дисперсий флуктуаций в пучках судят об искомом параметре. различной длины,что приводит к снижению точности за счет неоднородности .турбулентности вдоль трасс распрост"ранения, При этом необходимость измерения очень малого уровняфдисперсиифлуктуаций интенсивности на более короткой трассе накладывает существенное ограничение на чувствительностьспособа, Кроме того, использованиедвух трасс требует оборудования тоехаппаратурных пунктов.Наиболее близким к описываемомуспособу по существу решения технической задачи является способ определения внутреннего масштаба турбулент- ности, по которому посыпают в иссле. дуемую область по трассам одинаковой длины два пучка оптического излучения.с различной геометрией, принимают прошедшее излучение через точеч1141851 15 ные диафрагмы, измеряют дисперсиифлуктуаций интенсивности в каждомпучке и по отношению этих дисперсийсудят об искомом параметре,Однако этот способ обладает следующими недостатками.Использование пучков оптическогоизлучения различной геометрии ведетк погрешности измерений. Так, вофлуктуации интенсивности широкогоколлимированного пучка оптическогоизлучения дают основной вклад неоднородности, расположенные у передатчика, в то время как во флуктуацииинтенсивности расходящегося пучкаоптического излучения основной вкладдают неоднородности в центральнойчасти трассы и, следовательно, неоднородность характеристик атмосферной 20турбулентности в пространстве можетпривести к ошибкам измерений.Небольшая протяженность измерительной трассы приводит кмалым значениям дисперсии флуктуаций интенсив-.25ности в расходящемся пучке излучения, что снижает чувствительностьспособа.Способ не может использоватьсяв замутненной атмосфере. ЗРЦелью изобретения является повы"шение точности и чувствительности,а также возможность измерений в замутненной атмосфере.Это достигается тем, что в способе определения внутреннего масштабатурбулентности в атмосфере путем посылки в исследуемую область двухпучков оптического излучения по трассам одинаковой длины, приема прошедщего излучения через точечные диафрагмы и определения дисперсии флуктуаций интенсивности в каждом пучке,посылают пучки одинаковой геометрии, но с различными длинами волн, 45определяют дополнительно взаимнуюкорреляцию Флуктуаций интенсивностии по отношению взаимной корреляциик разности дисперсий флуктуаций впучках судят об искомом параметре.На Фиг.1 изображена схема реализации данного способа; на Фиг. 2 -4графики зависимости внутреннего масштаба турбулентности (1,) от (1) отношения взаимной корреляции к разности дисперсии Флуктуации интенсивности в обоих пучках.Способ реализуется следующим образом.Два одинаковых пучка оптического излучения - от лазера 1 с длиной волны Ли от лазера 2 с длиной волны 4 " направляют по измерительной трассе 3 и принимают фотоприемниками 4 и 5, установленными за точечными диафрагмами 6 и 7 и интерференционными светофильтрами 8 и 9,настроенными на длину волны своего лазера каждый. Электрические сигналы с фотоприемников 4 и 5, пропорциональные флуктуациям интенсивности (или логарифму амплитуды) оптического излучения, принимают устройством 10, измеряющим дисперсию б(Л) и Дф( Я) флуктуаций интенсивности (или логарифма амплитуды) в обоих пучках и их взаимную корреляцию ф (11 Ла ). Затем вычисляют отношение и по расчетной зависимости 1от(внутренний масштаб турбулентности),1Описываемый способ позволяет повысить точность измерений, так как использование пучков одинаковой геометрии позволяет исключить влияние неоднородности турбулентности, возникающее при использовании пучков различной геометрии,Выбором протяженности трассы, на которую не накладываются жесткие ограничения, как в прототипе, а также выбором геометрии пучков можно повысить чувствительность способа.Использование пучков одинаковой геометрии позволяет устранить вклад аэрозоля при вычислении 3, а следовательно использовать способ в замутненной атмосфере.1141851 О кона Редакто орректор Э,Ло нсьман 4915 Тираж 788 ПодписноГосударственного комитета по изобретениям и открытиям пр113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 ЗакаВНИИПИ СостанительТехред М.Хода