Устройство для определения оптических характеристик атмосферы

О П И С А Н И Е (п)918822ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветснмкСоциалистическихРеспублик(51)М. Кл. с присоединением заявкиС 01 М 21/01 Гаоударотюный комитет СССР во делан нзабреденнй н отнрытнйДата опубликования описания 07,04. 82 Ю,С,Балин, Б.В.Кауль, И.В.Самохвалов, В.,И.Козинцев, А,Б,Самедов, Г.Н.Балденков и И.И.Гошоков(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСК ХАРАКТЕРИСТИК АТИОСФЕРЫ Изобретехнической ие относится к области Физики, а именно к фото" Феры, и может применять- ения оптических параметы, а также может быть для контроля уровня загрязнений, как естест- и антропогенного прометрии тмо зме ов ат осфе ован сп ьных аэрозо венног исхожд т ния.с и и с Известно устройство для определения оптических характеристик атмос" феры, содержащее импульсный источник света, фотоприемник с квадратичным усилителем и блок регистрации 13,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являетсятройство для определения оптичесх характеристик атмосферы, содвр" щее блок управления, соединенный,мпульсным источником излученияФотоприемником с квадратичным усилением и углом зрения, охватыва" ющим зондирующий пучок, два накопителя, соединенные с регистрирующим .прибором через блок деления 2 .Недостаток известного устройст"ва заключается в ограниченной точ"ности, обусловленной тем, что су"ществующие линии задержек обладаютизбирательной частотной характеристикой пропускания проходящего черезних сигнала. Поскольку в каждый мо" 1 Омент зондирования крутизна нарастания накапливаемого сигнала в зависимости от атмосферно-оптических условий различна, то различно и ослабление, которое испытывает сигнал,проходя через линию задержки. Этонеизбежно приводит к дополнительным,неконтролируемым ошибкам измеренийКроме того, до начала зондирования неизвестно, за какое время накапливаемый сигнал достигает своего насыщения, поскольку это время в существенной мере определяется реали-.зуемой прозрачностью атмосферы, т.е.заранее не известна величина линии91882задержки. Выбрав эту величину постоянной, максимальное значение которойопределяется потенциалом зондирующего устройства, получаем дополнительные ошибки за счет постоянно присутствующего на входе фотоприемника Фоно"вой составляющей сигнала. Причем этиошибки изменяются как за счет вариаций величины Фона, например при сме"не времени суток или направления зон одирования, так и за счет измененияпрозрачности атмосферы.Цель изобретения - повышение точности измерений,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для определения оптических характеристик атмосфе.ры, содержащее блок управления, соединенный с импульсным источником излучения и с фотоприемником с квадра отичным усилением и углом зрения, охвагывающим зондирующий пучок, два накопителя,соединенные с регистрирующимприбором через блок деления, введеныдополнительный Фотоприемник с угломзрения вне поля действия зондирующегопучка, усилитель, блок разности, амплитудный анализатор, блок сравненияи ключ, через который выход блокаразности соединен с входом одного изнакопителей, причем оба фотоприемникасоединены с блоком управления, дополнительный фотоприемник соединен черезусилитель с одним входом блока разности, другой вход которого соединенс выходом основного фотоприемника, а35выход - с входом другого накопителя,входом амплитудного анализатора и одним входом блока сравнения другойвход которого соединен с выходом ампаолитудцого анализатора, а выход соединен с управляющим входом ключа.На чертеже показана блок-схемаустройства,.Устройство содержит блок 1 управ- ф ления, импульсный источник 2 излучения, Фотоприемники 3 и 4 с квадратичным усилением, усилитель 5, блок 6 разности, амплитудный анализатор 7, блок 8 сравнения, ключ 9, накопители 10 и 11 сигнала, блок 12 деления и регистрирующий прибор 13. Блок 1 управления подключен к источнику 2 излучения и фотоприемникам 3 и 4.Фотоприемники 3 и 4 установлены 55 таким образом, что угол поля зрения фотоприемника 4 целиком охватывает зондирующий световой пучок, а в угол 2 4поля зрения фотоприемника 3 этотпучок не попадает.Фотоприемник 3 через усилитель 5соединен с блоком 6 разности, другойвход которого подключен к фотоприемнику 4. Выход блока 6 разности непосредственно подключен к входам амплитудного анализатора 7, блока 8сравнения, накопителя 11, а к входунакопителя 10 через ключ 9, управляющий вход которого соединен с выходом блока 8 сравнения. Выход амплитудного анализатора 7 подключен кодному из входов блока 8 сравнения.Выходы накопителей 10 и 11 присоединены к входам блока 12 деления,который связан с регистрирующим прибором 13,Устройство работает следующим образом.До начала зондирования блок 1 управления включает оба фотоприемника3 и 4, на вход которых одновременнопоступает фоновое излучение. Сигнал сФотоприемников.3 и 4 направляется вблок 6 разности, причем с фотоприемника 3 он поступает через усилитель5, Регулировкой усилителя 5 сигнал сФотоприемника 3 усиливают таким образом, чтобы на выходе блока 6 разности получалось нулевое значение.Таким образом, компенсируют попадающую на фотоприемник 4 фоновую составляющую сигнала и уравнивают чувствительности обоих фотоприемных каналов.Далее блок 1 управления одновременно запускает источник 2 излучения,который направляет импульс излучения в атмосферу и Фотоприемники 3 и 4.На фотоприемник 4 поступает обратнорассеянный сигнал и фоновая составляющаякоторые после преобразованияв Фотоприемнике в виде электрическогосигнала направляются в блок 6 разности, На фотоприемник 3 поступает только Фоновая составляющая сигнала, которая после прохождения усилителя 5компенсирует аналогичную составляющуюв рабочем канале - фотоприемнике 4,Таким образом, на выходе блока 6 разности Формируется полезный сигнал,обусловленный только обратным рассеянием излучения атмосферой,Сигнал с блока 6 разности разветвляется и поступает непосредственнона входы амплитудного анализатора 7,блока 8 сравнения ключа 9 и накопителя 11. Нормальное положение коммутини ка, что позволяет от селект ироват ьинформативный эхо-сигнал от фоновойсоставляющей. формула изобретения Устройство для определения оптических характеристик атмосферы, содержащее блок управления, соединенный с импульсным источником излучения и с фотоприемником с квадратичным усилением и углом зрения, охватывающим зондирующий пучок, два накопителя, соединенные с регистрирующим прибором через блок деления, о т л иц а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены дополнительный фотоприемник с углом зрения вне поля действия зондирующего пуцка, усилитель, блок разности, амплитудный анализатор, блок сравнения и кпюч, через который выход блока разности соединен с входом одного из накопителей, причем оба фотоприемника соединены с блоком управления, дополнительный фотоприемник соединен через усилитель с одним входом блока разности, другой вход которого соединен с выходом основного Фотоприемника, а выход - с входом другого накопителя, входом амплитудного анализатора и одним входом бло" ка сравнения, другой вход которого соединен с выходом амплитудного ана" лизатора, а выход соединен с управляющим входом ключа. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР й 309338, кл. 6 01 И 1/00, 1969,2. Авторское свидетельство СССР Ю 390401, кл 6 01 Я 1/00, 1973 (прототип).5 918822рующего ключа 9 закрытое, поэтомусигнал на накопитель 10 не поступает,Амплитудный анализатор 7 фиксирует первое максимальное значение эхосигнала, которое соответствует полному вхождению зондирующего световогопучка в поле зрения фотоприемника4 и выдает это знацение на вход блока 8 сравнения, на другой вход которого поступают текущие значения эхосигнала, Порог блока 8 сравнения устанавливают таким образом, чтобы этизначения эхо-сигнала сравнялись при ослаблении его в 15-30 раз. Момент этого сравнения соответствует дис-, 15 танции, на которой накопленный сигнал входит в режим насыщения, Послеэтого блок сравнения выдает команду,открывающую ключ 9, и сигнал с блока 6 разности поступает на вход накопи- готеля 10, где осуществляется его накопление до максимально возможного значения.Накопленные сигналы с накопителей 10 и 11 далее направляются в 25 блок 12 деления, а результат деления, равный прозрачности атмосферы,поступает в регистрирующий прибор 13,где может осуществляться его дальнейшая обработка с целью определения зо среднего коэффициента рассеяния.Предлагаемое изобретение позволяет цетко зафиксировать тот момент времени, когда накопленный сигнал выходит ,в режим насыщения и необходимо производить его параллельное накопление, Поскольку этот момент зависит от реализуемой оптицеской ситуации и опре" деляется автоматически самим устройством, то отпадает необходимость.в применении фиксированных линий задержек, что приводит к повышению опера; тивности и точности измерений, Точность измерений повышается также за счет использования второго фотоприем.Кугрышева Техред Е, Харитончик Корректор Г.Огар Реда кт акаэ исн д, 4/ е е тгщае ев в Филиал ППП нПатент",г,ужгород, оектна 883венного коретений иЖ"35, Рауш 2 7/25 Тираж ВНИИПИ Государст по делам изоб 113035, Иосква, По ета СССрытий я наб