Самолетный измеритель частиц облаков и осадков Советский патент 1961 года по МПК G01N15/02 G01J1/42 

САМОЛЕТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТИЦ ОБЛАКОВ

Заявлено 21 ноября 1960 г. за № 686192/26 в Комитет но делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений .№ 15 за 1961 г.

Известные фотоэлектрические приборы для исследования микроструктуры осадков с самолета не позволяют производить измерение частиц диаметром более 100 мк.

Предложенный самолетный измеритель частиц облаков и осадков обеспечивает возможность надежного измерения относительно крупных частиц диаметром более 100 мк. Достигается это тем, что ширина каждой щели в стенках плахты прибора не превышает размера минимальной из частиц заданного диапазона измерений, а длина шелей взята такой, чтобы при пересечении частицей светового луча в шахте амплитуда относительного изменения суммарного светового потока, падающего на фотоумножитель, оставалась достаточно большой и обеспечивала достаточную чувствительность для всех размеров частиц заданного диапазона измерений.

На чертеже изображена принципиальная схема описываемого прибора.

Измеритель содержит открытую шахту, устанавливаемую в набегающем на самолет воздушном потоке, проходящем вместе с находящимися в нем частицами гидрометеоров сквозь шахту, внутри которой перпендикулярно к направлению потока пропушен рабочий световой луч. На пути светового потока, образуемого лампой накаливания 1, установленной в фокусе линзы 2, в противоположных стенках шахты расположены одна против другой две одинаковые щели 3 v( 4. Все световые лучи, проходящие одновременно через обе эти щели, в пространстве между ними сосредоточены в объеме, ограниченном двумя параллельными плоскостями, которые проходят через край щелей и образуют рабочий световой луч, толщиной равный ширине щелей.

Линза 5 фокусирует прошедшие сквозь щель 4 световые лучи на катод фотоумножителя 6, включенного на вход электрической регистриИ ОСАДКОВ

,М 140250- 2 рующей cxLMbi. Частицы, пересекающие вместе с воздушным потоко.м пространство между щелями, ослабляют суммарное количество света, попадающего на фотоумножитель, лищь в те моменты, когда они хотя бы частично находятся внутри рабочего светового луча.

Длина щелей выбрана с таким расчетом, чтобы при пересечении частицей светового луча амплитуда относительного изменения суммарного светового потока, падающего на фотоумножитель, оставалась достаточно большой и обеспечивала достаточную чувствительность для всех размеров частиц заданного диапазона измерений. Ширина каждой щели в стенках шахты не превыщает размера минимальной из частиц заданного диапазона измерений. При пролете капель сквозь световой луч в фотоумножителе возникают электрические импульсы, зависимость амплитуды которых от диаметра капель квадратична, если диаметры капель не превышают щирину щелей, и приближается к линейной приувеличении диаметра капель в пределах измеряемого диапазона. Амплитуда импульсов не зависит от координат пролета капель. Обнаружение и измерение размеров крупных частиц в й- мосфере производится независимо от их агрегатного состояния.

Импульсы с нагрузки фотоумножителя предварительно усиливаются усилителем 7, расположенным в измерителе, и поступают затем по электрическому кабелю в регистрирующий блок, находящийся внутри кабины самолета, содержащий усилитель 8 и регистрируюп1ее устройство. Переключение диапазонов измерений размеров частиц производится путем изменения коэффициента усиления усилителя. В измерителе предусмотрены шлейфовый осциллограф 9 для записи импульсов на пленку и второе регистрирующее устройство 10, осуществ,тяюн1ее «рассортировку зарегистрирован.ных частиц по размерам,

Предложеиный самолетный измеритель изготовлен и опробован на самолете типа ЛП-2, Прибор показал полную пригодность для обнаружения и измерения спектра размеров и концентрации частиц любого агрегатного состояния с размерами свьпце 100 мк в облаках и ()садках, и сбора статистически обеспеченного материала на достаточно коротком пути, проходимом самолетом, в широком диапазоне концентраций частиц, С помощью этого прибора получены первые данные о наличии и размерах «сверхоблачных частиц в облаках некоторых форм, а также о спектрах размеров частиц осадков снега и дождя, о их распредо Ленин в г ростракстие п т. д,

I р о д м е т и 3 о б р С: т е и и я

Сам(5.1еп1ый кзмергггель частиц облаков и осадков, содержащи Ьгкрытую шахту, имеющую в противоположных стенках две одинаковые щели, расположенцые одиа против другой, и две собирающие лин зы, в фокусе одной из которых установлен источник света, а другая служит для фокусировки светового луча от источника света, прогпедinero через inaxTy, на фотоумножитель, включенный на вход электрической регистрирующей схемы, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности надежного измерения размера относительна Kpyniibix частиц, например диаметром более 100 мк, ширина каждой 1цсли в CTeiiKax пшхты i;e превы.шает размера минимальной из частиц аадапного диапазона измерений, а длина щелей взята такой, чтобы при пересечении частицей светового луча в niaxTe амплитуда относительно гзменения суммарного светового потока, падающего на фотоумножитель, оставалась достаточно большой и обеспечивала достаточную чувстBirre,Tb iOCTb для всех размеров частиц заданного диапазона измереншк

Направление воздушного потока

1 I