Устройство для определения оптических характеристик атмосферы Советский патент 1983 года по МПК G01N21/01 

со сд

4

эо Изобретение относвгся к технической «физике, а именно к фотометрии атмосферы j и может быть яспопьзовано дпя опрейепения оптических параметров, для контроля уровни аэрозольных эагрязнеВИЙ, как естественного, так и антропогенного происхождения. Известно устройство дпя определения оптических характеристик атмосферы, соч Держащее импульсный источник света, фотопривм П1к с квадратичным усилением в блок регистрации. Устройство позволяет получить качественное распределение Пространственной структурь; аэрозоля в виде картины эхо-сигналов на ЭЛТ,(3. ОднакоЪно не обеспечивает колйчест венйой информации о таких параметрах Атмосферы, как прозрачность и коэффициенты рассеяния. Наиболее близким решением к предлагйемому является устройство для определения оптических характеристик атмосферы, содержащее блок управления, соединенный с импульсным источн1ижом излучен ния и с фотоприемииком с квадратичным усилением, два накопителя, амплитудный анализатор, выход которого соединен с одним входом блика сравнения, выход которого через коммутирующий ключ и накопитель соединен с одним входом бпо ка деления, к выходу KOTojporo подкпючеВ регистрируюший прибор. Устройство реализует слецующий алгоритм опреавления прозрачности Т (Г ) на дистанции О ) -. Гуп-- .I 5(У)ак т frt-v N- -1 to ) - I 5Сг)аг . . , О , , : ,, где 5 { ) - величина эхо-сигнала с расстояния г , скорректированная на квадрат расстояния;К - дистанция,на которой сиг-. шп 6 ( Г ) достигает Порогового значения; Tyj, - максимальная дисташгая : зондирования 2}. Недостатком этого устройства является ограниченная точность измерений, словленная возможными включениями метеобразований с хювышеиным коэффициентом рассеяния. Цель изобретения - повышение точности измерений., Указанная цепь достигается тем, что .в устройство дпя определения опткческ;их характеристик атмосферы, содержащее блок управления, соединенный с импульсным источником излучения и с фотоприемником с квадратичным усилением, дба накопителя , амплитудный анализатор, выход которого соединен с одним входом блока сравнения, выход которого через коммутирующий ключ и накопитель соединен с одним входом блока деления, к выходу которого подключен регистрирующий прибор, введены дополнительный коммутирующий ключ и счетчик пороговых значений, входы которого соединены с соответствуювдими выходами блока сравн& ния и блока управления, а его выходы подключены к управляющим входам основногчэ и дополнительного ключей, причем один выход фотоприемника с квадратичным усилением соединен с входом ам, плитудного анализатора, а другой выход с друтам входом блока сравнения, второй выход основного коммутирующего ключа через другой накопитель соединен с входом дополнительного коммутирукяцего ключа, выход которого соединен с другим входом блока деления. На чертеже изображена блок-схема устройства. Устройство содержит блок 1 управления, импульсный источник 2 излучения, фогрприемник 3 с квадратийным усилением, амплитудный анализатор 4, блок 5 сравнения, счетчик 6 пЬроговых значений, коммутирующий ключ 7, накопители 8 и . 9 сигнала, дополнительный коммутирующий ключ 1О, блок 11 деления и регистрирующий прибор 12. Блок 1 управления подключен к источнику 2 излучения, фотоприемнику 3 и счетчику 6 пороговых значений. Выходы фотоприемника 3 подключены к йходам амплитудного анализатора 4 и блока 5 сравнения, один выход которого подключен к счетчику 6 пороговых значений, а . другой - к накопителям8 и 9 через коммутирующий ключ 7, управляющий вход которого подсоединен к йаыходу счетчика 6 пороговых значений. Выход амплитудного анализатора 4 подключен к одному из входов блока 5 сравнения. Выход накопителя 9 непосредственно подключен к блоку 11 деаения, а накопителя 8 через коммутиигклаий ключ 10, другой выход которого соединен с одним из входов накопителя 9. Управякший вход коммутирующего ключа 10 подключен к одному из выходов счегчнка 6 пороговых значений. Выход блока 11 деления соединен с регистрирующим прибором 12. УсгройстБо работает следующим образом. Блок 1 управления запускает источник 2 излучения, который направляет импульс излучения в атмосферу, и фотоприемник 3 На фотоприемиик 3 поступает обратно рассеянный сигнал, который после преобразования в фотоприемнике в виде электрического сигнала разветвляется и поступает, на входы амплитудного анализатора 4, блока 5 сра 1ения, коммутирующего ключа -7 и накоптгтеля 9. Нормаль ное положение, коммутирующего ключа 7 Закрытое, поэтс 1у сигнал на накопитель 8 не поступает. Амплитудный анализатор 4 фиксирует первое максимальное значение эхо-сигнала, которое соответствует полному вхож;дению зондирующего светового пучка в поле зрения фотопрнёмника 4 и выдает это значение на вход блока 5 сравнения, на вход которого поступают текущие значения эхо-сигнала. Порог блока 5 сравнения устанавливают таким образом, чтобы эти значения эхо-сигнала сравнивались при ослаблении эхо-сигна ла в 1О-30 раз. После прохождения эхо-сигналом первого порогового значения блок 5 сравнения подает импульс в счетчик 6 пороговых значения, который фиксирует количество пороговых значений дхо-сигнала. Счетчик 6 пороговых значе НИИ выдает KOMuHf открывающую коммутирукяций ключ 7 для поступления cи нала в н 1копитель 8 и закрывакацую его дпй поступления сигнала ь пакрпитель 9. --;«11.,. ... ;/ - . .. . , Далее с накопителя 8 сигнал Поступает на вход дополнительного коммутирующего ключа 10, Нормальное его положение - закЕЯ 1тое как для связи с накопителем 9, так и с блоком 11 деления, I Если за задаваемое общее время на.коппения эхо-сигналач счетчик 6 порого шлх значений не фиксирует более одного порогового значения,.то блок 1 упранления подает команду на счетник 6 пороговых , который открывает допопвнтеяьный коммутирующий ключ 1О для прохождения накопленного до макси. мальной дальности сигнала с накопителя 8 в блок 11 деления. На другой вход блока 11 деления поступает сигнал с накопителя &, накопленный до дистанции, соответствующей пороговому значению, а результат деления поступает в регистрирующий прибор 12, где фиксируются значения прозрачности атмосферы и среднего коэффициента рассеяния. Если до истечения заданного времени накопления и после дсх тижения первого порогового значения эхо-сигнал возрастает, то блок 5 сравнения вновь фиксиру ет достижение порогового уровня, а счетчик 6 пороговых значений - появление второго порогового значения. После этого счетчик 6 пороговых значений выдает команду на закрытие коммутируюшего 7, который закрывает прохождение сигнала на накопитель 8, а открывает г его на вход накопителя 9, Одновременно счетчик 6 пороговых значений выдает управляющую команду на: открытие связи дополнительного к{ лмутирукхцего ключа . 10 с накопителя 8 на накопитель 9 и накопленный в накопителе 8 сигнал по- . ступает на вход накопителя 9, ; После возрастания эхо-сигнал начинает убывать и в некрторлй момент времени блок 5 срак1ения вновь фиксирует достижение порогового значения. Елок 5 подает в счетчик 6 пороговых значений импульс о фиксации третьего пороговЬго . значения. Далее счетчик 6 пороговых значений подает команду на комму тирукшшй ключ 7, который открывает пр(хождениё сигнала на накопитель 8 и закрьтает соответствующее прохождение на накопитель 9, Одновременно счетчик 6 пороговых значений вьшает команду на полное закрытие дополнительного ком мутирующего ключа Ю, Если по истечении заданного временя накопление, счетчик 6 пороговых еначений не фиксирует порог Фых значений, то блок 1 управления выдает команду аа него, открывает дополнительный коммутирующий ключ 1О для поступления CHINнала с накопителя 8 в блок 11 деления, на другой вход которого поступает сигнал с накопителя 9. Результат деления палее поступает вфегистрирующий прйДор 12. Если после достижения третьего поро-- гового значения в пределах заданного времени накопления эхо-сигнапа начинают вновь возрастать, то устройство работает анался ично. Таким образом, при четном количестве пороговых значений накопление сигнала осуществляется в нак штеле 9, а при нечетн л - в накопителе 8 и в устройствё реализуется следукший алгоритм определения прозрачности атмосферы -- . зыаг ,)М I str)av 10354 где 1 - 1,3,5,7.„I -j - соответствует максимальному времени накопления. Использование преллагаемого устройства позволяет при появлении на трассе 81 значительных рассеивакяцих образований устранить ошибки, связанные с накоплением сигнала после прохождения первого порогового значениями тем самым повысить точность измерений.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕ ЛЕНИЯ ОГТГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АТМОСФЕРЫ, содержащее блок упра&пенвя, соеоиненвый с импульсным источником излучения и с фотоприемником с квадратичным усилением, два накопителя, амплитудный анализатор выход которого соединен с одним входом блока сравнения, выход которого через коммутирух ший ключ и один из накопителей соединен с одним входом блока деления, к выходу которого подключен регистрирук ший прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения-точности измерений, в него ..-«введены дополнительный коммутирующий ключ и счетчшс пороговых значений, входы которого соединены с соответствующюли выходами блока сравнения и блока управления, а его выходы подключены к управляющим входам основнрго и дополнительного кпкчей, причем одии выход фотоприемника с кваоратИчным усилением соединен с входом амплитудного анализатора, а другой выход - с другим входом блока сравиевия, второй вытюа, основного коммутирующего (Л ключа через другой накопитель соедииен с входом дополнительного коммутир пк щего ключа, выход которого соединен с другим входом блока деления.