Способ локационного измерения оптических параметров прозрачных сред

,ЯО 1 4 ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 4022440/24-2516.01.8630.09.87. Бюл. В 36А.В. Белинский535.024(088.8)Трохан А.М. Гидрофизия. М.: Изд. стандарт ие неп е ывно еские изв, 1981,харов В.М., Костко О. ическая лазерная локал идрометеоиздат, 1977,Метеоация.147,(57) Изобретениеким способам иссли веществ. Цель сится к оптичесания материалов етения - упроение его померующее излучеотно едов щение способа и хозащищенности. онд ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ А ВТОРСНСМУ СВИДЕТЕПЬСТ(54) СПОСОБ ЛОКАЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯОПТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЗРАЧНЫХ СР н р р и гармонически модулируется, Мощность принимаемого обратнорассеянного излучения ослабляют по закону (г) = М/-у , где М -1 Ь 1 г)постоянный коэффициент; г - расстоя" ние, проходимое зондирующим излучением в среде; п(г) - профиль показа теля преломления вдоль трассы зондирования. Круговую частоту модуляции изменяют от нуля до ь.гп(г)/217 Ср где Ьг - требуемое пространственное разрешение; с - скорость света, и измеряют амплитуду и разность фаз принимаемого и излучаемого потоков соответственно Р(й) и ь(й)р где й - Я круговая частота модуляции. Далее находят обратное преобразование фурье ЯьчФот функции Р(й)е, по которому и определяют оптические параметры среды. 1 ил.Изобретение относится к исследованиям материалов и веществ оптическими методами и может быть использовано для дистанционного измерения оп 5тических параметров прозрачных сред,например показателей рассеяния и ослабления излучаемой средой,Целью изобретения является упрощение способа измерения оптических параметров сред и повышение его помехозац(ищенности. На чертеже приведена функциональная. схема аппаратурной реализации15 предлагаемого способа.Устройство содержит источник 1 непрерывного излучения, модулятор 2, объектив 3, полупрозрачную пластину 4, диафрагму с малым отверстием 5,20 . установленную в фокальную плоскость объектива б, который формирует изображение границы 7 раздела воздух - исследуемая среда 8 через объектив 9 на приемник 1 О излучения, измеритель 11 разности фаз, вычислительное устройство 12, измеритель 13 амплитуды испускаемого излучения, устройство 14 ввода плавных изменений частоты модуляции.30При исследовании среды с помощью этого устройства в оптическом тракте достигается ослабление мощности принимаемого потока излучения по закону (е) = Б -т-с Где Я - телес -оный угол поля приемопередающей системы, Я - площадь входного зрачка объектива б, п(к) - профиль показателя преломления среды, к - расстоя 40 ние, проходимое излучением в среде. При этом поток принимаемого однократно рассеянного излучения равен"ехР -2 Ед.г (2) 50 импульсная передаточная функция, характеризующая оптические параметры среды, причем воздушную прослойку можно считать частью неоднородной среды Рй(С) - поток зондирующего излу 55 чения, с - скорость света, величины б (к), (7 ), Е(к) представляют собой профили соответствующих параметров вдоль трассы зондирования," С - время,переменная интегрирования, а г определяется из уравненияФ)г(С ) = Спг( С)(3)Если зондйрующий поток Р,(С) гармонически промодулирован и имеет амплитуду Р то поток принимаемого излучения также гармонически изменяется во времени с той же частотой и амплитудойо 8 ф(4) где А( а) - Фурье-образ функции А(С, ), а разность фаз между принимаемым и излучаемым потоками равна1 й) = АгамА(й, (5)т.е. аргументу комплексной функцииА(й) .Изменение частоты модуляции потокай производится при помощи управляющего модулятором 2 устройства 14 вводаплавных изменений частоты модуляции,сигнал с которого, характеризующийтекущую частоту й, подается на вычислительное устройство 12. Измеритель 11регистрирует амплитуду Р(й) и разностьфаз ЬЮ(й), которые также передаются ввычислительное устройство 12. Кромеэтого, туда поступает информация обамплитуде Р с измерителя 13. Вычислительное устройство 12 после изменения л. во всем интервале частот0 - й акп(к)/2с осуществляет обратное преобразование Фурье от Р(й)е16 фй)результатом которого является функцияР, саА(С)8. После деления ее на измеренную величину Р, и известный сомножитель си/8(1 получаем искомуюфункцию А(С),Измерения более предпочтительновести для слоистых сред, где устранение неоднозначности траектории зондирования достигается выбором направ-.ления зондирования по нормали к поверхностям слоев. Повышение помехозащищенности в предлагаемом способе по сравнению с импульсным методом достигается за счет того, что Р(Д) и,у(й) связаны между собой преобразованием Гильберта, Таким образом, получаемая в результате измерений го предлагаемому способу избыточная информация может быть использована для снижения влияния шумов на точность измерений по специальному алгоритму, реализуемомуСоставитель С. ГолубевСлиган Техред И.Попович Корректор А.Ильи Редакто 30/48 , ТиражВНИИПИ Государспо делам изо 113035, Москва, Жаказ Подписное 5венного комитета СССРретений и открытий 5, Раушская наб., д. 4/ водственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгоро Проектная, 4,.П 3 13415 вычислительным устройством 12 и определяемому в соответствии с конкретной ситуацией измерений в зависимости от наличия и свойств тех или иных шумов. 5 Формула изобретения Способ локационного измерения оптических параметров прозрачных сред, 10 включающий формирование зондирующего излучения, направление его на среду, прием обратно рассеянного излучения, определение импульсной передаточной функции среды, по которой судят об 15 оптических параметрах, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения способа и повышения его помехозащищенности, формируют непрерывное зондирующее излучение, гармонически 20 промодулированное по интенсивности с круговой частотой й, при этом изменяют частоту модуляции й от нуля до 54 4бкп(г)/2 с, где бк - требуемое пространственное разрешение, с - скоростьсвета в воздухе; п(к) - известный профиль показателя преломления вдоль направления зондирования, при приеме обратно рассеянного излучения ослабляют его мощность по закону" =/ .-1-.1где М - масштабный коэффициент;г - расстояние, проходимое излучением в среде,затем измеряют поток Р(12) принимаемого излучения и разность фаз бс(й)принймаемого и излучаемого по-токов, в интервале изменения частотымодуляции, а импульсную передаточнуюфункцию А(1) определяют из соотношения бкп(к)/2 йсА -Г(а), 1 ар,9агде С - время;1 - мнимая единица.