Сканирующее фотометрическое устройство Советский патент 1985 года по МПК G01J1/44 

I 1

Изобретение относится к геофизическим измерительным приборам и предназначается для измерения зенитных углов перемещения протяженных светящихся небесных объектов, дни- гающихся в плоскости вертикала, например для измерения углов дрейфа дуг полярных сияний.

Цель изобретения -. непрерывное определение положения источника оптического излучения.

На чертеже представлена блок-схе ма сканирующего фотометрического

устройства.

Устройство содержит фотопреобразователи 1 и 2, усилители сигналов 3 и 4, блок 5 выделения знака рассог ласования, пороговые устройства 6 и 7, схему совпадения 8, блок 9 управления сканированием, коммутатор 10, реверсивный исполнительный двига тель 11, датчик углов 12, ключ 13 ан логового сигнала, источник излучения 14, ось сканирования 15, фотометр 16, включающий фотопреобразователь 1 и усилитель сигнала 3, фотометр 17, :Включающий фотопреобразователь 2 и усилитель сигнала 4, регистратор 18.

Устройство работает следукнцим :Образом.

В установившемся состоянии общая оптическая ось фотометров 16 и 17 ориентирована на источник излучения 14, например дугу полярного сияния, причем оптические оси фотометров 16 и 17 разнесены по вертикалу на угол , который выбирается из условия, чтобы углы обзора о; 0,5-1° каждого фотометра пересекались на расстоянии минимальных высот полярных сияний либо других источников, излучения. Таким образом, сигналы с усилителей 3 и 4 равны, и поэтому сигнал с блока выделения знака рассогласования ;5 отсутствует. При этомна входыпороговых устройств 6 и 7 поступают сиг|налы с фотометров 16 и 17, в резуль;Тате чего на их выходах присутствуют сигналы, свидетельствующие о наличии источника излучения 14 в зоне угла обзора фотометров 16 и 17, которые подаются на схему совпадения 8. Схема совпадения 8 подает сигнал на коммутатор 10, после чего срабатывает коммутатор Ю (например, реле) и подключает выходной сигнал с блока выделения знака рассогласования 5 к реверсивному исполнительному двига952

телю 11. При этом выход блока управления сканированием 9 отключается коммутатором 10 от реверсивного исполнительного двигателя 11. При смещении источника излучения 14 в любую сторону по углу cкaниpoвa ния фотометров 16 и 17-на выходе фотометра, например 17, появляется сигнал, превышающий уровень сигнала

с фотометра 16 другого канала. В результате блоком выделения знака рассогласования 5 вырабатывается соответствующий сигнал, поступающий через коммутатор 10 на реверсивный

исполнительный двигатель 11, который в свою очередь, вращает ось- сканирования 15 с жестко закрепленными на ней фотометрами 16 и 17 в сторону дрейфа источника оптического излyчeJ;;

ния 14 до тех пор, пока оптические, а следовательно, электрические сигналь1 на обоих фотометрах 16 и 17 не сравняются. При равенстве сигналов на обоих фотометрах 16 и 17 блок выделения знака рассогласования 5 прекращает подачу- управляющего сигнала через коммутатор 10 на реверсивный исполнительный двигатель 11, и двигатель останавливается.

При движении источника излучения 14 в любую сторону, например, как указано вьппе, на входе порогового устройства 7 пропадает сигнал, соответственно на выходе этого порогового устройства 7 тоже отсутствует сигнал, свидетельствующий об отсутствии .источника оптического излучения 14в зоне обзора данного фотометра 16. Таким образом, на одном на входов схемы совпадения 8, которая управляет работой коммутатора 10, отсутствует сигнал. Поскольку на втором входе схемы совпадения 8 име

ется сигнал от фотометра 17, свидетельствующий о наличии источника оптического излучения 14 в зоне угла обзора фотометра 17, то на выходе схемы совпадения 8 продолжает

присутствовать сигнал, который Подается на управляющий вход коммутатора 10. Таким образом, коммутатор 10 удерживается в положении, когда реверсивный, исполнительный двигател1ч

11 подключен к выходу блока 5 вьщеле ния знака рассогласования, который управляет работой реверсивного ис-полнительного двигателя 11.

Зенитный угол положения фотометров 16 и 17 измеряется датчиком углов 12,- выполненным, например, в виде переменного резистора, работающего в режиме плавно изменяющегося делителя напряжения. Величина напряжения, снимаемого с ползунка резистора, являющегося выходом датчика углов 12, пропорциональна углу сканирования. Входом датчика углов 12, например, в данном случае, является ось вращения переменного резистора. Таким образом, вход датчика углов 12 жестко связан с осью вращения 15, 1на которой род углом друг к другу 1по вертикалу жестко закреплены фотопреобразователи 1 и 2,- а выход дат:чика углов 12 соединен с одним входом ключа аналогового сигнала 13, второй вход которого подключен к вто рому выходу схемы совпадения 8. На втором выходе схемы 8 управляющий сигнал присутствует всегда, когда в зоне угла обзора одного из двух фотометров 16 или 17 либо обоих фотометров 16 и 17 одновременно присут1ствует источник оптического излуче:ния 14. При этом выходной сигнал со tcxei«bi совпадения 8 открьшает ключ аналогового сигнала 13, который иодключает выход датчика углов 12 к Гйстратору 18, что обеспечивает регистрацию угла нахождения источника оптического -излучения 14.

При потере устройством источника (Оптического излучения 14, например, вследствие скачкообразного изменения его положения на выходах фотометров 16 и 17 пропадает сигнал, а следовательно, и на входах пороговых устройств 6 и 7 и на обоих входах схемы совпадения 8 тоже отсутствует сигнал Таким образом, на выходе схемы совпадения 8 отсутствует сигнал, что позволяет коммутатору 10 (например, реле с нормально замкнутыми контактами в исходном состоянии) вернуться в исходное состояние и переключить реверсивный исполнительный двигатель 11 с блока выделения знака рассогласования 5 на работу от блока 9 управления сканированием. В качестве блок 9 управления сканированием могут использоваться электромагнитные реле или электронные устройства, их заменяющие. Блок 9 управления сканированием предназначен для обеспечения автоматического реверсивного вращени

исполнительным двигателем 11 фотоме ров 16 и 17, жестко закрепленных на оси сканирования 15 по дуге вертикала от горизонта до горизонта.

При появлении на небосводе нсточ ника 14 оптического излучения фотометры 16 и 17, автоматически сканируя, приблизятся к этому источнику 14 излучения. В результате вначале с выхода одного из фотометров, например 17, начнет появляться сигнал По достижении определяемого уровня сигнала на выходе одного из фотометров (например, 17) на выходе соответствующего порогового устройства (например, 6), т.е. на одном из входов схемы совпадения 8, появится сигнал. В результате на выходе схемы совпадения 8 появится сигнал, который обеспечивает срабатьшание коммутатора 10. Коммутатор 10 переключает реверсивный исполнительный двигатель 11 с блока 9 управления сканированием на выход блока 5 вьщеле- ния знака рассогласования, и Сэтого момента устройство работает описанным способом, в то же время сигнал с второго выхода схемы совпадения 8 включает коммутатор 13 аналогового сигнала, который подключает выход датчика углов 12 к регистратору 18, и вновь ведётся регистрация углов дрейфа источника 14 оптического излу

Че к :1Я.

Конструктивно блок 5 выделения знака рассогласования и пороговые устройства выполнены на базе опера,ционных усилителей в интегральном

исполнении, схема совпадения 8 представляет собой логические схемы И, . также выполненные в интегральном НСполнении, а коммутатор 13 аналоговог сигнала выполнен на базе МОП-транзисторов. Коммутатор 10 представляет собой блек коммутирующих устройств, например реле с усилителем на входе, срабатывающее от управляющего напряжения порогового устройства 8.

Введение дополнительных элементов позволяет использовать сканирующее фотометрическое устройство дпя непрерывной регистрации углов дрейфа ИСТОЧНИКЕ: оптического излучения, а при исчезновении и новом появлении источника излучения в другой точке небосвода в направлении возможного сканирования сканирующее фотометрическое устройство обеспечивает авто

матический поиск источника излучения без участия наблюдателя, при этом обеспечивается регистрация угла и

сигналов.спидетельствующкх о наличии или отсутствии источника оптическогоизлу риия,в частностиполяриого сияния.

СКАНИРУКМЦЕЕ ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее реверсивный исполнительный двигатель, ось сканирования, фотометры, блок управления сканированием, датчик углов и регистратор, отличающеес я тем, что, с целью непрерывного ;ОПределения положения источника оптического излучения, в него дополнительно введены коммутатор, два пороговых устройства, блок вьщеления знака рассогласования, схема совпадения и ключ аналогового сигнала, выход которого соединен с регистратором, один из входов ключа аналогового сигнала соединен с датчиком углов, а второй вход - с одним из выходов схемы совпадения, второй выход которой соединен с одним из входов коммутатора, а входы - соответственно с выходами двух пороговых устройств, входы которых соединены с выходами фотометров, жестко скрепленных между собой под углом, опре(Л деляемым минимальной высотой источс ника оптического излучения, и соединенных с входами блока выделения знака рассогласования, выход которого соединен со вторым входом коммутатора, третий вход которого соединен с блоком управления сканированием, а выход коммутатора соединен с реверсивным исполнительным двигателем, на оси сканирования которого жестко ч закреплены фотометры и датчик углов. CAD СО СП