Импульсный нефелометр Советский патент 1985 года по МПК G01J1/44 

Од СП

со

Изобретение относится к метеорологическому) приборостроению и предназначено для измерения метеорологической дальности видимости (ВДВ) ..

Известен импульсный нефелометр, содержащий оптическую схему для формирования на фотопреобразователе сигнала, пропорционального показателю -рассеяния света исследуемой средой ij .

Недостатком устройства является ограниченные линейность и помехоустойчивость .

Наиболее близким техническим решением к изобретению является импульсный нефелометр, содержащий источник световых импульсов и фот.опреобразователь, оптически связанны через оптическую схему, накопительньй конденсатор, к входу которого подключен Фотопреобразователь, а к выходу - один вход сравнивающего устройства, другой вход которого поключен к источнику опорного напряже ния 2 .

К недостаткам известного устройства следует отнести нелинейную связь выходного сигнала с наиболее употребительным в метеорологической практике параметром - (ВДВ). Это затрудняет реализацию цифровой индикации, препятствует использованию прибора в качестве датчика автоматической метеостанции, ввиду того, что требуется дополнительное функциональное преобразование показател рассеяния в обратную ему величину (ЩВ). Кроме того, известное устройство имеет недостаточную помехоустойчивость и, как следствие, низкое быстродействие, ввиду больимх временных затрат на фильтрацию помехи от фоновой засветки фотопреобразователя.

Цель изобретения - линеаризация выходного электрического сигнала относительно метеорологической дальности видимости и повышение помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсный нефелометр, содержащий источник световых импульсов и фотопреобразователь, оптически связанньте через оптическую схему накопительный конденсатор, к входу кторого подключен фотопреобразователь а к вьсходу - один вход сравнивающего устройства, другой вход которого подключен к источнику опорного напряжения, введены разрядный ключ и счетчик импульсов, один вход которого соединен с источником светов импульсов, а другой вход - с выходом сравнивающего устройства и с управляющим входом разрядного ключа, выход которого подключен к накопительному конденсатору, причем выход счетчика импульсов является выходом нефелометра.

На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство содержит источник 1 световых импульсов и фотопреобразователь 2, оптически связанные через оптическую схему 3, накопителньй конденсатор 4, к входу которого подключен фотопреобразователь 2, а к выходу - один вход сравнивающего устройства 5, другой вход которого подключен к источнику 6 опорного напряжения, разрядный ключ 7 и счетчик 8 импульсов, один вход которого соединен с источником 1 световых импульсов, а другой вход - с выходо сравнивающего устройства 5 и с управляющим входом разрядного ключа 7 выход которого подключен к накопительному конденсатору 4, причем выход счетчика 8 импульсов является .выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

птическая схема 3 формирует пучок света от источника световых импульсов 1, оптическая ось которого составляет угол 45 с направлением визирования фотопреобразователя 2. В этом случае выходной сигнал фотопреобразователя 2 прямо пропорционален показателю рассеяния света атмосферой. Накопительный конденсатор 4 в простейшем случае включают последовательно с фотопреобразователем 2. Фотопреобразователь 2 является генератором тока. Если разрядное сопротивление накопительного конденсатора 4 выбрано достаточно большим, то за время, равное периоду следования импульсов, конденсатор полностью сохраняет свой заряд. В этом случае иа накопительном конденсаторе 4 суммируются сигналы от электрических импульсов фотопреобразователя 2 до тех пор, пока напряжение на нем не достигнет уровня напряжения источни ка опорного напряжения 6. При этом схема сравнения 5 вырабатьшает элек рический сигнал, по которому разряд ньй ключ 7 разряжает накопит.ельный конденсатор 4, а счетчик 8 импульсов сбрасывается на О. Затем цикл измерения повторяется. Время,- затра чиваемое за цикл измерения, равно времени заряда конденсатора. Это время обратно пропорционально току заряда, т.е. показателю рассеяния света атмосферой и, следовательно, прямо пропорционально значению ЩВ. По этой причине число импульсов за цикл измерения также прямо пропорционально значению НЦВ. Для полу чения выходного электрического сигнала в аналоговой форме к накопительному конденсатору 4 может быть подключён интегратор и пиковьй детектор со сбросом. 04 Технико-экономические преимущества данного решения состоят в следующем. Автоматизация процесса измерения исключает субъективные ошибки, а линейная зависимость выходного сигнала от ЩЪ в цифровой и аналоговой форме позволяет выполнять прямопоказывающий отсчет и регистрацию измерений на стандартных технических средствах. Интегрирование сигнала ,на конденсаторе дает преимущество в помехоустойчивости. Устройство может быть использовано в качестве датчика автоматической метеостанции и автономного прибора. При этом выход счетчика может быть соединен с вычислительным устройством метеостанции без подключения промежуточного функционального преобразователя. В автономном режиме работы устройства для обеспечения прямопоказывающего отсчета МДВк выход у счетчик а подключают цифровой индикатор (с дешифратором ) .

ИМПУЛЬСНЫЙ НЕФЕЛОМЕТР, содержащий источник световых импульсов и фотопреобразователь, оптически, связанные через оптическую схему, накопительный конденсатор, к входу которого подключен фотопреобразователь, а к выходу - один вход сравнивающего устройства, другой вход которого подключен к источнику опорного напряжения, отличающ и и. с я тем, что, с целью линеаризации выходного электрического сигнала относительно метеорологической дальности видимости и .повышения помехоустойчивости, в него введены разрядный ключ и счетчик импульсов, один вход которого соединен с источником световых импульсов, а другой вход - с выходом сравнивающего устройства и с управляющим входом разрядного ключа, выход которого подключен к накопительному конСО денсатору, причем выход счетчика импульсов является выходом нефелометра.