Способ измерения интегральной влажности воздуха Советский патент 1987 года по МПК G01N21/17 

Изобретение относится к области исследований параметров сред с помощью их просвечивания электромагнитными волнами и может быть использовано в геофизике при изучении процессов тепло- и массобмена между воз д ухом и подстилающей поверхностью, в метрологии длин для учета влажности воздуха при вьтолнении измерений и в радиогеодезии.

Цель изобретения - повышение точности измерения интегральной влажности воздуха.

На чертеже изображена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство представляет собой измерительную систему из дальномеров модулированных колебаний оптического и радиодиапазонов с вторичной схемой фазовой регистрации. Оно включает генератор 1 стабилизированной частоты, умножители 2 и 3 частоты, оптический генератор-4, модулятор 5 оптического излучения, приемник 6 оптического излучения, отражатель 7 оптического излучения, приемную 8 и- передающую 9 антенны, генератор 10 радиочастотных колебаний, модулятор 11, антенный коммутатор 12, антенну 13, отражатель 14 радиоволн, детектор 15, смесители 16 и 17 и фазометр (измеритель фазовых сдвигов) 18.

Умножители 2 и 3 частоты вьшол- некы перестраиваемыми (с переменным коэффициентом умножения). Генератор 1 через умножители 2 и 3 частоты соединен соответственно с модуляторами 5 и 1 1 . Одновременно вьгходы умножителей 2 и 3 соединены соответственно с первым и вторым входами смеси- теля I6, выход которого подключен к сигнальному входу измерителя 18 фазовых сдвигов. Приемник 6 по входу соединен с первым входом смесителя 17, второй вход которого подключен к выходу детектора 15, а выход соединен с опорным входом измерителя 18 фазовых сдвигов.

Устройство работает следующим образом .

Отражатели 7 и 14 устанавливают на равном расстоянии L от плоскостей антенных систем 9 и 13. При помощи влагомера измеряют влажность воздуха у излучателей и отражателей. Так же измеряют температуру и рассчитывают средние значения этих величин в пределах расстояния L. Измеряют давление PJ. среды.

Определяют индексы преломления.сухого воздуха (с поправкой на измерение показателя среды):

о , , . „ ,

N N- . S-s op t opt po -p

P

f b , e (a- -) - ,

N,„ 103,49 P,/T - 17,23 e/T + + 495822 e/T,

(2)

5

0

5

0

Opi

op-t

5

где индекс преломления сухого воздуха оптического диапазона;

индекс преломления сухого воздуха при стандартной температуре Т и давлении

PC;

Т - среднее значение измеренной температуры;

PJ, - измеренное значение давления среды;

е - среднее значение измеренной влажности воздуха (в мм рт.ст.);

а и Ъ - эмпирические коэффициенты; Д - длина волны оптического излучения.

N° является справочной величиной .

Коэффициенты а и b определяются при градуировке, когда параметры среды соответствуют стандартным условиям (Т°, PC).

Вычисляют отношение индексов пре- оптического m и радиодиапаломлениязонов m

г0

5

0

51

т.

К„

(3)

ор

Из найденного отношения (3) подбирают оптимальное соотношение модулирующих частот, которые получаются путем регулирования коэффициентов умножения умножителей 2 и 3 частоты.

Для установленных частот модуляции измеряют электрические длины участка между излучателями и отражателями, регистрируют фазовый сдвиг между выходными напряжениями оптического и радиодальномеров и определяют интегральную влажность С е по формуле

,

, //K-t Kzx f. X 2L (

где

О

К, in,NoV 5o -(- ТГ),23 ;

PS

K2 m. 495822; &Si 2(ff ( mj;

313

f - частота генератора i, . V - скорость распространения элек- .тромагнитной волны вдоль трассы (для воздуха 3 1 ) ;

- измеренное значение фазового сдвига.

Формула изобретения

Способ измерения интегральной влажности воздуха, заключающийся в том, что устанавливают отражатели на равном расстоянии от излучателей дальномеров модулированных колебаний оптического и радиодиапазонов, измеряют электрические длины участка между излучателем и отражателем, изРедактор А.Ревин

Составитель Ю.Коршунов

Техред А.Кравчук Корректор Г.Решетник

Заказ 2414/39Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4

7333 . 4

меряют разность фаз между выходными напряжениями дальномеров и по величине фазового сдвига определяют интегральную влажность воздуха, о т 5 личаюшийся тем, что, с целью повышения точности, предварительно измеряют влажность воздуха и температуру в плоскостях излучателей и отражателей, вычисляют их средние значения, измеряют атмосферное давление, с учетом результатов измерений определяют индексы преломления сухого воздуха для оптического и радиодиапазоков, находят их отношение и устанавливают отношение модулирующих частот равным отношению индексов прело:-шекия.

0

5

Изобретение относится к области исследования параметров сред с помощью их просвечивания электромагнитными волнами, в частности, при измерениях интегральной влажности воздуха, и может быть использовано в геофизике, радиогеодезии и др.областях. Целью изобретения является повышение точности измерений. Сущность способа заключается в измерении фазового сдвига между выходными напряжениями двух модулированных дальномеров - оптического и радиодиапазонов при измерении ими трассы одинаковой длины. Вводятся поправки на коэффици- ,енты преломления в оптическом и радиодиапазонах. Для этого измеряют температуру и влажность вдоль трассы (у излучателей и у отражателей), находят средние значения, измеряют атмосферное давление и с учетом результатов измерений рассчитывают индексы преломления.- После этого устанавливают отношение модулирующих частот дальномеров равным отношению определенных индексов преломления.1 ил. с (Л с: 00 оо СА9 оо