Ультрафиолетовый спектральный озонометр Советский патент 1989 года по МПК G01W1/00 

Изобретение относится к метеорологическому приборостроению и может быть использовано для измерения общего содержания озона (ОСО) и других малых газовых составляющий () атмосферы, имеющих полосы поглощения в ультрафиолетовом диапазоне длин волн 290-400 нм.

Цель изобретения - повьщ1ение точности измерений ОСО и малых газовых

составляющих атмосферы эа счет повышения энергетичности измерений и минш-1изации влияния рассеянного атмосферой излучения.

На чертеже приведена блок-схема ультрафиолетового спектрального озо- нометра с осветительным объективом.

Озонометр содержит осветительный объектив 1, монохроматор 2 с входной щелью 3, приемник 4 излучения, блок

5 регистрации и обработки данных. При этом осветительный объектив выполнен в виде набора оптических элементов 6 с непрозрачными прослойками 7.

Озонометр работает следующим образом .

Излучение Солнца освещает входную щель монохроматора. Так как источник излучения - Солнце с угловыми размерами d , то каждый оптический элемент 6 передает максимум принимаемой солнечной энергии тогда, когда диаметр построенного им изображения Солнца равен ширине входной щели монохроматора. Это требование вьшол- няется в том случае, когда фокусное расстояние элемента f равно b

f

где b

2tg

0)

- ширина входной щели монохроматора.

Ширина а оптического элемента составляет величину f-., где /з- входное относительное отверстие монохроматора. Чтобы не создавалось разрывов в заполнении входной щели по высоте, оптические элементы должны располагаться на межцентровом расстоянии, равном ширине щели, т.е. толллна оптического элемента 6 равна ширине щели монохроматора b Для того, чтобы составленные оптические элементы осветительного объектива не работали на соседние участки входной щели монохроматора, они разделяются непрозрачными для принимаемого излучения прослойками. В этом случае поле зрения всей осветительной системы (осветительного объектива) ограшгчено видимым угловым размером регистрируемого источника. Следовательно, в монохроматор озоно метра не попадает рассеянный свет атмосферы вне углового поля зрения

s

0

5

0

5

0

5

Это позволяет улучшить точность определения ОСО за счет исключения ошибок расчета, связанных с мешающим рассеянным светом атмосферы, и одновременно повысить энергетические показатели предлагаемого озоно- метра за счеттолного заполнения входной щели монохроматора по высоте.

Формула изобретения

1.Ультрафиолетовый спектральньА Озонометр, содержащий осветительный объектив, установленньгй перед входной щелью монохроматора, приемник излучения, блок регистрации и обработки, отлич,ающийся тем, что, с целью повышения точности измерений

За счет повышения энергетичности измерений к минимизации влияния рассеянного атмосферой излучения, осветительный объектив выполнен в виде набора идентичных оптических элементов, разделенных непрозрачными прослойками, и расположенных по высоте входной щели монохроматора, причем каждый оптический элемент выполнен в виде части линзы с прямоугольным поперечным сечением, передняя грань которой выполнена в виде элемента сферической поверхности с фокусным расстоянием f b/2tgo /2, где b - ширина входной щели{ d- угловой размер Солнца, ширина элемента равна -/3, где /э - входная апертура монохроматора, а его длина от сферической поверхности до задней плоской грани равна фокусному расстоянию f, толщина равна ширине входной щели Ь, а их количество равно Н/Ь, где Н - высота входной щели.

2.Озонометр по п. 1, отличающийся тем, что непрозрачные прослойки осветительного объектива выполнены в виде пленки черни, нанесенной на грани оптических элементов, разделяющие элементы в наборе.

Изобретение относится к метеорологическому приборостроению и может быть использовано для измерения общего содержания озона и других малых газовых составляющих атмосферы, имеющих полосы поглощения в ультрафиолетовом диапазоне длин волн 290-400 нм. Цель изобретения - повышене точности измерений за счет повышения их энергетичности и минимизации влияния рассеянного атмосферой излучения. Осветительный объектив, установленный перед входной щелью монохроматора, выполнен в виде набора идентичных оптических элементов, расположенных по высоте входной щели монохроматора и разделенных непрозрачными прослойками, выполненными в виде пленки черни. Каждый оптический элемент выполнен в виде части линзы с прямоугольным поперечным сечением, передняя грань которой является элементом сферической поверхности с фокусным расстоянием F=B/2 TG L/2, где B - ширина входной щели, α - угловой размер Солнца. Ширина элемента A=F^.β, где β - входная апертура монохроматора, а его длина от сферической поверхности до задней плоской грани равна фокусному расстоянию F. Количество оптических элементов определяется соотношением H/B, где H - высота входной щели монохроматора.