Фотометр для измерения интенсивности излучения естественных источников Советский патент 1984 года по МПК G01J1/42 

Изобретение относится к измерительной технике в атмосферной оптике, океанологии, светотехнике, метеорологин и касается устройств, предназначенных для измерения интенсивности лучистой энергии Солнца, неба, других естественных источников, которая служит исходной информацией для определения индикатрисы рассеяния приведенного количества атмосферного озона, распределения излучения по небосводу и спектру и т.п.

Известно устройство для определения индикатрисы рассеяния, содержащее фотоэлектрический узел, двигатель с реверсивным механизмом, станину с направляющими, механизм, обеспечивающий прямолинейное движение фотоэлектрического узла в горизонтальной плоскости с одновременным поворотом его вокруг главной оптической оси, . при этом указанный узел шарнирно закреплен на ползуне, перемещающемся по направляющим станины и соединенном поводком с реверсивным механизмом Л .

Однако такое устройство не обеспечивает достаточно высокую точность наведения на источник.

Наиболее близким к изобретению является устройство (фотометр) для измерения озона по интенсивности излуг1ения естественных источников, содержащее приемную часть с фоТозатвором и фотопреобразователем, высотный и азимутальный глобоиды, с которыми механически связан тубус для наводки на источник излучения |2j

Недостатком известного устройства является низкая точность измерений при эксплуатации его на качак цейся платформе корабле, летательном аппарате и т.п. , так как исключается длительное по сравнению с временем измерения удержание изображения источника, например Солнца.

Цель изобретения - повьшение точности измерений при эксплуатации фотометра на качающейся платформе.

Поставленная цель достигается тем, что фотометр для измерения интенсивности излучения естественных источников, содержащий приемную часть с -фотозатвором и фотопреобразователем, высотный и азимутальный глобоиды, с которыми механически связан тубус для наводки на источник излучения, снабжен установленным в

тубусе под углом 45®. к его оси полупрозрачным зеркалом, оптически связанными с ним объективом и 45-градус ной полупрозрачной призмой, а также ортогонально расположенными многоэлементными линейными приборами с перенсом заряда, приемные поверхности . которых ориентированы параллельно катетам45-градусной полупрозрачной призмы, а выходы электромеханически связаны с фотозатвором, двумя приводами, соединенными входами с дыходами указанных многоэлементных линейных приборов, а выходами кинематически связанными с глобоидами, которые механически подсоединены к приемной части фотометра.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содерясит тубус 1 для наводки на источник излучения, входную линзу 2 тубуса 1, матовое стекло 3 с метками, зеркало 4, полупрозрачное зеркало 5, объектив 6, 45-градусную полупрозрачную призму 7, многоэлементные линейные приборы с переносом заряда (ппз) 8 и 9, приводы 10 и 11, редукторы 12 и 13, червячные передачи 14 и 15, азимутальный глобоид 16, высотный глобоид 17, фотопреобразователь 18, фильтры 19, .размещенные на вращающемся диске, прокладку (кольцо) 20, входные диафрагмы 21, кварцевую пластину 22, разделяющую диафрагмы 21, фотозатвор 23, диафрагмы 24, разделенные кварцевой пластиной 25, фильтры 26, разделенные прокладкой (кольцом) 27. Элементы 18 - 23 входят в приемную

часть 28 фотометра.

I

Фотометр работает следующим образом.

Визуальное наведение выполняется с помощью тубуса 1. Источник излучения изображается входной линзой 2 и зеркалом 4 на нексторой метке матового стекла 3, соответствующей должному наведению фотометра на источни После этого осуществляется автонаводка: входная линза 2, полупрозрачное зеркало 5, объектив 6, 45-градусная полупрозрачная призма 7 изображают источник излучения нЬ линейках ППЗ 8 и 9 в элементах, которые соответствуют точному наведению. При этом ППЗ не вырабатьшает управляющий сигнал, отличающийся от нуля. Как только изображение источника на ППЗ

I

смещается, ШЗ станут вьщавать управляющий сигнал, который возрастает по мере приближения изображения к краю линейки ГШЗ. Управляющий сигнал электрически вводится на приводы 10 и 11 каждый со своего ППз). Приводы через редук торы 12 и 13 и червячные передачи. 14 и 15 вращают азимутальный 16 и высоТный 17 глобоиды. Это происходит до тех пор, пока изображение источника излучения не возвращается на исходные, заранее выбранные, элементы каждого из ППЗ, которые соответствую точному наведению приемной части 28 (выделена пунктиром) фотометра, скрепленной с глобоидами 16 и 17. При смещении изображения источника процесс наведения повторяется .. В момент, когда управляющий сигнал обоих каналов с ППЗ равен нулю, т.е. когда фотометр наведен на источник излучения, срабатывает фотозатвор 23, электромеханически связанный с обоими ППЗ. При срабатывании фотозатвора излучение измеряемого источника (Солнца, Луны, участка неба через входные диафрагмы 21 и один из установленных на вращающемся диске фильтров 19 попадает на вход фотопреобразователя 18, который вырабатьгоает электрический

307424

сигнал, пропорциональный интенсивности излучения, осуществляя таким образом процесс фотометрирования. Предохранение фотоэлектрических 5 каналов от влаги достигается установкой между входными датчиками 21 и 24 кварцевых пластин 22 и 25, а между фильтрами I9 и 26 - разделительных латунных колец 20 и 27.

10 Точность наведения фотометра на источник излучения определяется, в частности, размером изображения источника объективом 6 на линейке ППЗ, размером элемента линейки. В

5 предлагаемом устройстве изображение источника (Солнца) не больше 1 мм, размер элемента 5О-элементного ППЗ 50 мкм.Достигнутая точность не хуже + 3 угловых минут. Это позволяет

20 вести измерения яркости излучения фиксированных точек неба (относительно Солнца) с палубы корабля, с Ьорта летящего самолета.

25 Таким образом, конструктивное увеличение точности наведения приводит к расщиреиию функциональных возможностей {измерение точечных источников с исключением ореольного расjQ стояния, измерение индикатрис при малых углах рассеяния и т.д.).

ФОТОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ, содержащий приемную часть с фотозатвором и фотопреобразователем, высотный и азимутальньй глобоиды, с которыми механически связан тубус для навсдки на источник излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений при эксплуатации фотометра на качающейся платформе, он снабжен установленным в тубусе под углом 45 к его оси полупрозрачным зеркалом, оптически связанными с ним объективом и 45-градусной полупрозрачной призмой, а также ортогонально расположенными многоэлементными линейными приборами с переносом заряда, приемные поверхности которых ориентированы парал- . лельно катетам 45-градусной полупрозрачной призмы, а электромеханически связаны с фотозатвором, двумя приводами, соединенными входами с (Л выходами указанных многоэлементных линейных приборов, а выходами кинематически связанньми с глобоидами, которые механически подсоединены к приемной части фотометра.