СПОСОБ ПОВЕРКИ НЕФЕЛОМЕТРОВ - ИЗМЕРИТЕЛЕЙ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ДАЛЬНОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2024 года по МПК G01N21/01 G01J1/22 

Изобретение относится к области измерительно-преобразующей техники и может быть использовано для поверки нефелометров.

Наиболее близким к изобретению является устройство задания метеорологической оптической дальности УСМОД (госреестр средств измерений №86932-22) производства ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева».

Представленный аналог имеет следующие сходства с предлагаемым способом:

о Значения метеорологической оптической дальности имитируются с помощью светофильтров.

Причины, препятствующие получению требуемого технического результата:

• Устройство имеет световоды, увеличивающие длину прохода зондирующего светового потока, что приводит к рассинхронизации приемника оптического излучения и как следствие к увеличению погрешности воспроизведения.

• Передача единицы измерения от первичного эталона рабочим нефелометрам осуществляется через 4 ступени (Государственный первичный эталон - набор нейтральных светофильтров - вторичный эталон (группа эталонных трансмиссометров) - рабочий эталон (группа эталонных нефелометров) - УСМОД - рабочие нефелометры), каждая из которых вносит кратную погрешность. Передача единицы от вторичного эталона (группа эталонных трансмиссометров) рабочему эталону (группа эталонных нефелометров) осуществляется на полигоне в естественных условиях на протяжении нескольких месяцев.

• Для каждого типа нефелометра светофильтры имитируют различные значения метеорологической оптической дальности.

Задачей и техническим результатом изобретения является разработка способа определения метрологических характеристик нефелометров, направленного на повышение эффективности поверки - сокращение ступеней передачи от государственного первичного эталона и снижение погрешности передачи единицы измерения, на определение формулы измерения, не зависящей от типа поверяемого нефелометра.

Осуществление предлагаемого способа основано на применении устройства для формирования/выделения светового потока и перпендикулярного крепления светофильтров к световому потоку следующим образом:

1. На штатные рассеивающие пластины крепится устройство из непрозрачного материала с отверстием, диметр которого в несколько раз меньше его длины.

2. Перпендикулярно отверстию на пути светового потока устанавливаются светофильтры с известными спектральными коэффициентами направленного пропускания на длине волны излучателя нефелометра.

3. Проверяется соответствие отношений измеренных нефелометром значений коэффициентов рассеяния при наличии и отсутствии светофильтров коэффициентам пропускания устанавливаемым светофильтрам или их комбинаций.

Предлагаемое устройство ограничивает распространяющийся между рассеивающими пластинами световой поток высокой интенсивности, формирует его близким к параллельному. При установленном устройстве без светофильтров приемник нефелометра регистрирует некое значение коэффициента рассеяния, эквивалентное мощности принимаемого светового потока Р₁₀₀ (световой коэффициент направленного пропускания без установленного светофильтра принимается за 100%). При перпендикулярной установке светофильтра к световому потоку его мощность P_i ослабляется кратно значению светового коэффициента направленного пропускания установленного светофильтра и регистрируемое значение коэффициента рассеяния будет снижено прямо пропорционально. Таким образом, устанавливая светофильтры с различными значениями световых коэффициентов направленного пропускания можно оценить соответствие имитируемых и измеряемых значений коэффициентов рассеяния или метеорологической оптической дальности.

При реализации поверки нефелометров предлагаемым способом единица измерения передается без дополнительных посреднических эталонов, а также унифицируется передача единицы измерения - отсутствует зависимость от типа поверяемого нефелометра: оценивается линейность коэффициента рассеяния посредством его ослабления светофильтрами.

Фиг. 1 устройство для осуществления способа поверки нефелометров 13 (вид сбоку). На фигуре изображено расположение основных элементов устройства для формирования светового потока и его ослабления с помощью светофильтров.

На фиг.1 изображено устройство для осуществления способа поверки нефелометров 13. Устройство состоит из двух вставок 7 и 8 с отверстием 9, обеспечивающим формирование светового потока, двух оправ 5 и 6, для монтажа двух рассеивающих пластин 3 и 4 и двух вставок 7 и 8. Между двумя вставками 7 и 8 размещается светофильтр 10.

Световой поток от излучателя 1 образует на рассеивающей пластине 3 источник рассеянного излучения 11, из которого с помощью отверстий 9 вставок 7 и 8 формируется близкий к параллельному световой поток. Световой поток на выходе из вставки 8 на рассеивающей платине 4 образует источник рассеянного излучения 12, часть которого поступает в приемник 2. Световой поток, поступивший в приемник 2 от излучателя 1 без установленного светофильтра 10 принимается за 100%, отклонение измеряемого значения при установленном светофильтре 10 от ожидаемого (значения светового коэффициента направленного пропускания устанавливаемого светофильтра) характеризует линейность поверяемого нефелометра.

Изобретение относится к области измерительной техники и касается способа поверки нефелометров. Способ включает в себя рассеяние светового потока от излучателя нефелометра на рассеивающей пластине, формирование светового потока путем пропускания светового потока через две непрозрачные вставки с отверстием, диаметр которого в несколько раз меньше его длины, рассеивание излучения на второй рассеивающей пластине, регистрацию приемником нефелометра значений коэффициента рассеяния при отсутствии светофильтра и при введении между непрозрачными вставками светофильтров с известным значением коэффициента направленного пропускания. Линейность поверяемого нефелометра определяют по отклонению измеренных значений коэффициента рассеяния при установленных светофильтрах от ожидаемого. Технический результат заключается в сокращении ступеней передачи от государственного первичного эталона единицы измерения, снижении погрешности передачи единицы измерения и обеспечении формулы измерения не зависящей от типа поверяемого нефелометра. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ поверки нефелометров, заключающийся в том, что единица измерения передается от светофильтров, отличающийся тем, что включает в себя рассеяние светового потока от излучателя нефелометра на рассеивающей пластине, формирование светового потока путем пропускания светового потока через две непрозрачные вставки с отверстием, диаметр которого в несколько раз меньше его длины, рассеивание излучения на второй рассеивающей пластине, регистрацию приемником нефелометра значений коэффициента рассеяния при отсутствии светофильтра и при введении между непрозрачными вставками светофильтров с известным значением коэффициента направленного пропускания и определение линейности поверяемого нефелометра по отклонению измеренных значений коэффициента рассеяния при установленных светофильтрах от ожидаемого.

2. Устройство для поверки нефелометров, содержащее две рассеивающие пластины, закрепленные между ними две непрозрачные вставки с отверстием, диаметр которого в несколько раз меньше его длины, для формирования светового потока, причем непрозрачные вставки выполнены с возможностью введения между ними сменных светофильтров с известными спектральными коэффициентами направленного пропускания на длине волны излучателя нефелометра.