Устройство для альмукантаратных измерений поляризации рассеянного света в атмосфере Советский патент 1984 года по МПК G01J4/04 

4:: 1 Изобретение относится к метереол гии и может быть использовано в опт ке атмосферы для альмукантаратных измерений поляризации рассеянного в условиях неоднородной атмосферы света. Известно устройство для альмукан таратных измерений поляризации света в атмосфере, содержащее систему формирования светового пучка, анали затор, блок светофильтров, фотоприемное устройство, блок питания, привод перемещения системы формиров ния светового пучка по азимуму и углу места l . Наиболее близким к изобретению является устройство для альмукантаратных измерений поляризации света в атмосфере, содержащее систему формирования светового пучка, анализатор, блок светофильтров, ирисовую диафрагму, фотоприемное устройство, реле времени, блок питания, электродвигатели вращения анализатора и перемещения системы формиров ния светового пучка по азимуму и углу места, концевые выключатели, кинематически связанные с электродвигателями и электрически соединен ные с реле времени и блоком питания, и электромагнит с сердечником, соединенным с ирисовой диафрагмой 2 Недостатком известных устройств является дискретность измерений и большие затраты времени на измерени поляризационных характеристик вдоль альмукантарантов, что существенно ограничивает возможность исследования изменений параметров атмосферы, не обеспечивая получения информации о короткопериодических изменениях поляризационных характеристик рассеянного света в атмосфере. Цель изобретения -.обеспечение непрерывности и повыщение оперативности измерений. Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее систему формирования светового пучка, анали затор, блок светофильтров, ирисовую диафрагму, фотоприемник, реле времени, блок питания, электродвигатели вращения анализатора и перемещения системы формирования светового пучка по азимуту и углу места, концевые выключатели, кинематически связанные с электродвигателями и электрически соединенные с реле времени и блоком 642 питания, и электромагнит с сердечником, соединенным с ирисовой диафрагмой, дополнительно введеиы два мальтийских механизма, кинематически связанных между собой, с блоком светофильтров и с концевыми выключателями, а также второе реле времени, электрически соединенное с концевыми выключателями. На фиг. 1 и 2 схематично представлено предлагаемое устройство; на фиг. 3 - образец записи измеряемого сигнала. Устройство содержит систему формирования светового пучка 1, фотоприемное устройство 2, электродвигатель 3 вращения анализатора 4, электродвигатель 5 перемещения по азимуту и электродвигатель 6 перемещения по высоте, кинематически связанные через мальтийский механизм 7 и шестерни 8 и 9, реле Ю времени с проскальзывающими контактами 11, блок 12 питания, концевые выключатели 1317, дополнительное реле 18 времени с проскальзывающими контактами 19 и временными контактами 20, второй мальтийский механизм 21, кинематически связанный с первым мальтийсКИМ механизмом 7 через шестерни 22 и 23 и с блоком светофильтров 24, электромагнит 25, сердечник .которого связан с ирисовой диафрагмой 26, установленной на входе фотопри.емного устройства 2. В качестве деполяризатора светового потока используется молочное стекло 27, установленное между ирисовой диафрагмой 26 и фотоприемным устройством 2. Выключатель 28 предназначен для включения устройства. В исходном состоянии выключатель 28 разомкнут, а подвижные контакты реле 10 и 18 времени находятся в положениях, указанных на фиг. 1. Устройство работает следующим образом. При включении выключателя 29 напряжение с выхода блока питания через замкнутые размыкающие контакты концевых выключателей 14 и 15 подается на электродвигатель 3, который ерез мальтийский механизм 7, шестерни 8 и 9, устанавливает одно из наальных положений анализатора 4. дновременно с фиксацией последнего замыкаются контакты концевого выклюателя 13. Срабатывает реле 10 времени, замыкание контактов 11 которо го включает электродвигатель 5 и электромагнит 25. В этот момент начинается измерение интенсивности прошедшего через анализатор 4 излучения. Электродвигатель 5, начиная вращение, переключает концевой выключатель 15 в нижнее положение. При этом электродвигатель 3 обесточивается, а электродвигатель 5 подключается к блоку питания через замыкающие контакты концевого выключателя .15, после чего проскальзываю щие контакты реле 10 времени размлкаются. После поворота устройства на 360° по азимуту подвижные контакты концевого выключателя 15 пере водятся в верхнее положение. При этом электромагнит 25 и элек родвигатель 5 отключаются от блока питания (конец цикла первого измерения) , а на электродвигатель 3 прдается напряжение с выхода блока питания через размыкающие контакты концевых выключателей 15 и 14. Элек родвигатель 3 размыкает контакты концевого выключателя 13, отключая питание реле 10 времени, и поворачи вает анализатор 4 на 60° . Цикл измерения повторяется. В момент смены положения анализатора 4 контролируется темновой ток фотоприемника (световой поток перекрыт ирисовой диафрагмой 26). При переводе анализатора 4 из третьего положения в четвертое (рав носильно переводу в первое положение) одновременно через шестерни 22 и 23 и мальтийский механизм 21 прои водится поворот магазина светофильт ра 24 на 60 , т.е. смена светофильт ра. Далее процесс работы устройства повторяется аналогично. При смене шестого светофильтра на первый и смене положения анализа тора электродвигатель 6 поворачивает оптическую часть устройства вокруг горизонтальной оси на 5°, т.е. переводит ее на другой альмукантарат. Происходит это следующим образом. После подачи питания на электродвигатель 3 последний через мальтийский механизм 7 шестерни 22 и 23 и мальтийский механизм 21, .вращая магазин светофильтров 24, переводит подвижный контакт концевого выключа теля 14 в нижнее положение и тем самым обесточивается. Напряжение с блока питания через концевые вьжлючатели 15 и 14 подается на реле 18 времени, которое на короткое время замыкает проскальзывающие контакты 19 и подает питание на электродвигатель 9. Электродвигатель, начиная поворот оптической части устройства по высоте, замыкает контакты концевого выключателя 16 и питание на электродвигатель 6 подается через концевые выключатели 14, 16 и 17. После перевода оптической части и фиксации ее положения контакты выключателя 16 размыкаются и электродвигатель 6 обесточивается. В этот момент реле 18 времени замыкает временные контакты 20 и напряжение через контакты концевого выключателя 15 и временные контакты 20 подается на электродвигатель 3, который переключает контакты концевого выключателя 14 в верхнее положение. После переключения питание электродвигателя осуществляется через концевые выключатели 15 и 14. Электродвигатель 3 доводит анализатор 4 и магазин светофильтров 24 до их фиксации, после чего замыкаются контакты концевого выключателя 13. Далее работа устройства аналогична описанной. При подъеме оптической части устройства до 90 переключается концевой выключатель 17 и далее электродвигатель 6 производит опускание оптической части. При обработке результатов измерений участки записи интенсивности прошедшего через анализатор изл чения разбиваются на интервалы У/ (фиг.З), соответствующие угловому расстоянию не менее 1 , определяемому погрешностью регистрирующего прибора, и измеряются значения интенсивностей 1,, 1, Ij от уровня темнового тока. По формулам Фесенкова2 :ЗЛЗг:17Ь 2 3гОИОэС Г 2). J,0,0i 42l4.o-4,V,0,-3 определяются Р, (о 1 з Расчеты углов рассеяния производятся по формулам сферической тригоно-.

s

метрии по известным высоте Солнца в момент наблюдения, зенитному рас стоянию альмукантарата и угловому расстоянию визируемой точки от вер тикали Солнца.

Устройство позволяет получить непрерывную информацию с короткопериодических изменениях поляризационных характеристик, рассеянного

1043646

света в условиях неоднородной атмосферы промышленного центра при повьпиении пространственного размещения вдоль измеряемых альмукантаратов, 5 что в сочетании с повышением оперативности измерений позволяет применить устройство для качественной оценки пространственно-временного распределения загрязнений в условиях 10 промышленного центра.

26

11

/7

Фмг.2 З.отн.ед 360360IWIW фиг.З WbOif.zpad.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЛЬМУКАНТАРАТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ РАССЕЯННОГО СВЕТА В АТМОСФЕРЕ, содержащее систему формирования светового пучка, анализатор, блок светофильтров, ирисовую диафрагму, фотоприемное устройство, реле времени, блок питания, электродвигатели вращения анализатора и перемещения системы формирования светового пучка по азимуту и углу места, концевые выключатели, кинематически связанные с электродвигателями и электрически соединенные с реле времени и блоком питания, электромагнит с сердечником, соединенным с ирисовой диафрагмой, отличающееся тем, что, с целью обеспечения и повышения оперативности измерений, в устройстi во дополнительно введены два мальСО тийских механизма, кинематически связанных между собой, с блоком С светофильтров и с концевыми выключателями, а также второе реле времени, электрически соединенное с концевыми выключателями.