Устройство для определения оптических характеристик атмосферы

СОЮЗ СОВЕТСНИХев,ИЧняЧпииРЕСПУБЛИК 21/4 Н ЙЗСУДАРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕлдМ ИЗОБ ЧТЕНИЙ И ОТН Ытий ОПИСАНИЕ ИЗОБ Н АВТОРИ 4 ОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) (Авторское свидетельство СССРМ 309338, кл, 6 01 Ю 1/00, 1969,2. Авторское свидетельство СССРй 390401, кп. О 01% 1/00, 1973.3. Авторское свиаетепьство СССРМ 981822, кп. О 01 И 21/01, 1981(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИКАТМОСФЕРЫ, содержащее блок управления, соединенный с импульсным источником излучения и фотоприемником с квадратичным усилением, основной. и пороговый накопители, соединенные входами выходом фотоприемника; основной непосредственно; а пороговый - через последовательно соединенные амппитуайый .анализатор, блок сравнения и коммутиру ющий ключ, а также регистрирующий при-. бор, через блок деления подсоеаииеннцй к к выходу основного накопителя, о т п ич а ю щ е е с я тем, что, с цепью по вышения точности измерений, оно. снабжено разрядником, дополнительным коммутирующим ключом и счетчиком пора овых 1значений, соединенным входами с ; выходами блоков управления и срав нения, а выходами - с входами коммутирующих ключей, при этом выход по Ф рогового накопителя через дополнитель ный коммутирующий ключ подключен к входам блока деления и. разрядника.103Йзобрвтение относится к техничвскойфизикв, а именно к .фотометрии атмосферыи может быть использовано цпя измеренияоптических параметров, а также цпя контроля уровня аэрозопьных загрязнений, 5как естественного, так и антропогенногопроис хожцения.,Известно устройство цпя пространст.- венного контроля оптических .характеристик атмосферы содержащее импульсный 10источник света, фотоприемник с квадратичным усилением и блок регистрации,которое дает качественное распределениепространственной структуры аэрозоля ввиде картины эхо-сигналов ЭЛТ Ц. 15Однако оно не обеспечивает копичественной информации о таких параметрахатмосферы, как прозрачность и коэффицие нта рассея ния.Известно также устройство дпя опреде пения оптических характеристик атмосферы содержащее блок управления, сое диненный с импульсным источником излучения и с фотоприемником с квадра, тичным усилением и. углом зрения, охватывающим зо 1 шжрующий пучок, два накопителя, соединенные с регистрирующимприборОм через бпок деления, при этом вцепь Опного из накопителей включеналиния эадерхки23,30Недостатком этого устройства является ограниченная. точность, обусловленнаятем, что существующие пинии эацержкиобладают избирательной частотной харак. теристикой проходящего через них сигнала. Поскольку в каждый .момент эонцирования, крутизна нарастания накаппиваеМОГО сигнала, В эависимости От атмосфер"но-оптических усповий различна, то различно и ослабление, которое испытываетсигнал, прохоця через пинию задержки,Зто неизбежно приводит к цопопнитепьным, неконтролируемым ошибкам измерений. Наиболее близкиМ техническим решением к цредпагаемому является устройство дпя определения оптических характе.ристик атмосферы, содержащее блок управления,соединенный с импульсным источником излучения и двумя фотоприемниками с квадратичным усипением, один фотоприемник с углом поли зрения, охватывающим зондирующий пучок, а второй " . с уГпом поля зрения вне поля действия зонцирующего и;учка, цва нако. пителя, соединенные с регистрирующимприбором через блок деления, усилитель .блок разности, амплитудный анализатор,Ь 482 2блок сравнения и кпвт, через которыКвыход блока разности соединен с входомодного из накопителей,"причем второйфотоприемник соединен через усилитель,с одним входом блока разности, другойвход которого соецинен с,выходам первого фотоприемника, а выход соединен свходом другого накопителя, входом амплитудного анализатора и одним входомблока сравнения, другой вход которогосоединен с выходом амплитудного авализатора, а выхоц соединен с управляющимвходом ключа. Устройство реализует следующий алгоритм определения прозрачностиГ на дистанции О Ъ"ЪТ (о-г 1:15 дО где) - величина эхо-сигнала срасстоянияскорректированная на квадрат расстоя ния;дистанция на которой ситънап достигает пороговогозначения;- максимальная дистанцияаонцирования 3Недостатком атого устройства являет ся ограниченная точность измерений, обу сповпенная спецующими обстоятельствами. При зондировании неоднородной атмосферы с большими градиентами коэффициентов рассеяниявесьма характерным является возрастание эхо-сигналов в местах появ пения неоднородностей например разрывов в тумане ипи появление облачных образований, Если,возраста нив эхо-сигна па наблюдается после достижения сигналами" порогового уровня, то это приводит к тому, что величина интеграла 5 Ь")сЪ ,в числителе приведенного выражения увеличивается. Вследствие этого, фиктивно увеличивается регистрируемое устройством значение прозрачности атмосферы, что автоматически приводит к фиктивному " уменьшению измеряемого среднего коэффициента рассеяния. При ятом, чем боль ше возрастает величина эхо-сигнала поопе достижения им порогового значения, твм большая погрешность коэффициента рассеяния. Цель изобретения - повышение точности измерений.Указанная цепь достигается тем, чтоустройство дпя опрвдвпвния оптических3,1038482 4 Таким образом, в основном иакопитепе 9 накаппивается сигнац в течение всегозаданного времени накоппения; а в дорого характеристик атмосферы, содержащеедостижения эхо-сигналом первого йорогобпок управления, соединенный с импупьо- вого значения блок сравнения. выдает .ным источником изпучейия и фотоприем- импульс в счетчик 6 пороговых значений,Виком с квадратичным усипением, основ "который регистрирует копичество порого. иой и пороговый накопители, соединенныевых зючений .эхо-сигнапа. Дапее счетчиквходами с выходом фотоприемника основ 6 выдает командуоткрывающую кпюч 7иой -, непосредственно, а пороговый - .дпя поступления сигнапа в пороговый на. через посйедоватепьно соединенные ам-копатель 8. Иэ накопителя 8 сигнап поппитуаный анализатор, блок сравнения истутает на вход,. коммутирующего кпючакоммутирующий ключ, а также регистри- О 10 Нормапьное положение коммутирууующий прибор через бпок денещи под- ющего ключа 1 О - закрытое как апя свмсоеаиненный к выходам накопителей, " зи с бпоком 12 цепенея, так и с разснабжено разрядником, йопопвитепьным,; Рядником 11. По окончании заданногокоммутирующим кпючом и счетчиком . времени накопления сигнапа,: блок 1 уппороговых значений; соединенным входа равпения подает команду на счетчик 6,ми с выходами бпоков управления исра- который открывает коммутирующий кпюч .внения, а выходами - с входамн комму 10 на связь накопитепя 8 с бпоком 12тирующих ключей, при этом, выход поро- депення.гового накопителя через дополнительный На другой вход блоха депения. постукоммутирующий ключ подключен к входам 20 пает сигнал с накопителя 9, а реэупьтат де.блока деления и разрядника, " " пения выдается в регисхрир прибор .На чертеже показана блок-схема уст . 13, гце фиксируются значения проэрачройства - ности атмосферы и среднего коэффициен Устройство содержит блок 1 управпе- та рассеяния,ния, импульсный источник 2 иэпучейия, 2 Если в течении заданного временифотоприемник 3 с квадратичным усвщте- .накопления, после достижения первогопем, амппитуцный анализатор 4, бпок 5 порогового значенияэхо-сигнал. возраосравйения, счетчик 6 пороговых значений,. тает выше дрога, то бпок 5 сравнениякоммутирующий ключ 7, пороговый и . вновь фиксирует достижение пороговогоосновной накопители 8 и 9 аопопнитепь- Зо уровня, а счетчик 6 - появление.второго: . ный коммутирующий ключ 10, разрядник порогового значения. Поспе этого счет-3;1, блок 12 деления и регистрирующий: чик 6 выдает команду на закрытие кпюприбор 13.ча 7 и одновременно на кпюч 10, кото-:устройство работает следующим обра- рый открывает связь накопитепя 8 с раэзом.рядником 11. Накопленный в накопитепвБпок 1 управпени оановременю ба " 8 сигюп за ин ервап време% мещупускает источник 2 изпучения, который достижениями эхо-сигнаном первого.инаправляет импульс излучения в атмосферу . второго поротрвого уровней разряжаетсяи фотоприемник З, На фотоприемннк 3Разрядником 11 до. нулевого значения.поступает обратнорассеянный сигнал, 4 О После возрастания эхо-сигнап убывакоторыйпоспе преобразования в фотопри- . ет и в некоторый момент времени блокемнике 3 в виде электрического сигнала 5 сравнения вновь фиксирует достижениеразветвпяется и поступает на входы ать-порогового значения. которое регистраппитудного анализатора 4 блока 5.срав-, руется счетчиком 6. Дапее счетчик 6кения и основного наконитепя 9, Нор-. поаает команду на кпюч 7., который отмапьное положение коммутирующего кпю,щ крывает прохожцение сигюпа на накопи-.7, - закрытое, поэтому сигнап на порото-тель 8. Одновременно счетчик 6 выдает.выл накопитель 8 ю поступает, . команду на попное запирание кпюча 10,По истечении заданного времени иаАмппитудный ананиэатор 4 фиксирует копитепя бпок 1 упракопитепя, пок управления выдает ко-первое максимальное значение эхо-сигнала, 50 манау на счетч 6 йманау на счетчик 6, который открываетсоответствующее попному вхождениюключ 10 апя,про хожа,нияапя,прохожде,ния сиг.юпа с наэонцирующего светового пучка впопе . копитепя 8 в блок 12 деления, ю другой:.зрения приемника и.выдает это значениедает это значение вход которого поступает сигнап с накопи"на вход блока 8 сравнения, на цругойтепя 9,вход которого поступают текущие значе- Бния эхо-сигюпа. Порог блока 5 сравненияустанавпиваютсоответствующим ослаб-пению эхо-сигнапа в 10-30- раз. После