Спектральный озонометр Советский патент 1989 года по МПК G01W1/00 

1

(21)4375022У24-10

(22)04.12.87

06 23.10.89, Бюл. 39

(71)Центральная аэрологическая обсерватория и Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем

(72)В.М, Дорохов, В.Н. Досов, А.Н.Красовский, Л.Н. Неверович, В.А. Торговичев и В.И.Третьяк

(53)551.508(088.8)

(56)Перов С.Б., Хргиан А. Современные проблемы атмосферного озона,- Л.: Гидрометеоиздат, 1980, 228 с.

(54)СПЕКТРАЛЬНЫЙ ОЗОНОМЕТР

(57)Изобретение относится к технике метеорологического приборостроения и может быть использовано для измерения общего содержания озона в атмосфере. Изобретение позволяет повысить точность измерений общего содержания озона за счет увеличения динамического диапазона регистрируемых сигналов. Спектральный озонометр состоит из осветительного объектива, двойного моно- хроматора, вьтолненного по модифицированной схеме Эберта - Фасти,

преимника излучения и блока регистрации и обработки. Модификация оптической схемы монохроматора заключается в том, что центр первого выходного объектива расположен на оси, совпадающей с направлением дифракции первой дифракционной решетки для длины волны Л 290 нм, объектив перпендикулярен биссектрисе угла между этой осью и направлением на промежуточную щель, установленную в положении пропускания излучения с длиной волны Л 290нм, а входная апертура первого выходного объектива выполнена совпадающей с выходной апертурой первой дифракционной решетки для этой длины волны. Тдкое расположение первого выходного объектива приводит к тому, что пропускание монохроматора уменьшается с увеличением длины волны А , и, так как величина потока излучения от Солнца растет с увеличением длины волны А , интенсивность излучения на выходной щели монохроматора будет изменяться незначительно, что расширяет динамический диапазон регистрируемых сигналов . 1 ил.

§

(Л

С71

Изобретение относится к технике метеорологического приборостроения и может быть использовано для измерения общего содержания озона в атмосфере. Изобретение позволяет повысить точность измерений общего содержания озона за счет увеличения динамического диапазона регистрируемых сигналов. Спектральный озонометр состоит из осветительного объектива, двойного монохроматора, выполненного по модифицированной схеме Эберта-Фасти, приемника излучения и блока регистрации и обработки. Модификация оптической схемы монохроматора заключается в том, что центр первого выходного объектива расположен на оси, совпадающей с направлением дифракции первой дифракционной решетки для длины волны λ=290 нм, объектив перпендикулярен биссектрисе угла между этой осью и направлением на промежуточную щель, установленную в положении пропускания излучения с длиной волны λ=290 нм, а входная апертура первого выходного объектива выполнена совпадающей с выходной апертурой первой дифракционной решетки для этой длины волн. Такое расположение первого выходного объектива приводит к тому, что пропускание монохроматора уменьшается с увеличением длины волны λ, и, так как величина потока излучения от Солнца растет с увеличением длины волны λ, интенсивность излучения на выходной щели монохроматора будет изменяться незначительно, что расширяет динамический диапазон регистрируемых сигналов. 1 ил.

Изобретение относится к технике метеорологического приборостроения и может бьпъ использовано для измерения общего содержания озона (ОСО) в атмосфере.

Цель изобретения - повышение точ ности измерений общего содержания атмосферного озона за счет увеличения динамического диапазона регистрируемых сигналов.

На чертеже приведена оптическая схема спектрального озонометра.

Спектральный озонометр содержит осветительный объектив 1, двойной монохроматор 2, выполненный по модифицированной схеме Эберта - Фасти и

включающий установленные гк х(- |цу луча входнун) щель 3, поворо7иое зеркало 4, коллимирующий объектив 5, дифракционную решетку 6, вьгкодпой объектив 7, промежуточную щель 8, выполненную с ЕОЗМОЖНОС гью Пг рекг:Ч1 - ния, второй коллимируюшш объектив 9, вторую дяфракционн то рншетку 0j второй ныходной объектив 11 , второе поворотное зеркало I 2 и выходн то щель 13, а также приемник 4 излучения, блок 15 регистрации и обработ ки, причем центр первого выходного объектива 7 находится на оси, совпадающей с направлением дифракпии первой дифракционной решетки для длины волны А 290 нм, и объектив перпендикулярен биссектрисе угла ме./ ду этой осью и направление:- на промежуточную щель, установленную в положении пропускания с длиной волны / 290 нм, а входная апер тура первого выходного объектива (Выполнена совпадающей с выходнс апе; турой первой дифракционной решетка для этой длины волны.

Направление дифракции первоГг р& шетки для работы в первом рсделяется по формзше:

Cf -srcsin Г, N - sin |( ,

где угол дчфракпии луча, Lf угол падения луча; д - длина , чеиг я, N - число штрихов диф| Лкг1И лп1 л

решетки на 1 пи.

Озонс ме гр работает сле. 7ую цг1ч оЬ;.1г1 зом.

Излучение Солнца с тоь ощьм тительного объектива 1 .,гь че г B«I.., нзто щель 3 монохрома j opa 2, затем ,jd правляется на колл;- 1ируютлй - пгйсктча 5 отклоняющим зерк.лОм ч,

СформироЕанный п-;п(ок пядает i; i д: | ракционную решетку 6 под уггт,) if , дифрагируе и отражается иод у глим f

На промежуточную щель 8, г.цреде- ляющутс волны регистриру .:чого излучения, излучение собир.)ется вы ходкым объект1-шом 7, При этом вм полнение входной алертуры 6 обьек ва 7 равной выходной апертуре ;7 решетки 6, а также установка центра объектива 7 на оси, совпадающей с направлением дифракции решетки 6 Д-ич длины волны Д 290 нм, и плоскости объектива перпендикулярно биссетри- се 18 угла между этой осъю и напрап

(}

-)

1)

D

ле нием г.а промежуточную щелъ, уста- новпен} ую в положе {ии пропускания ичпучения с длиной волны 290 нм , обес;печивае т полную и максимальную :1аспетку излучение-м с этой длиной волны объектива 7 при регистрации сигнала, ког.да поглощение излучения озоном максимально (Д 290 нм). При перемещении промежуточной щели 8 Б фокальной гшоскости объектива 7, -;то позволяет регистрировать сигналы прц различных А , одновременно из- (тсл угол дифракции для регистрируемой длины волны излучения / . При этом с ростом длины волны излучения за счет уменьшения поглощения озоном спектральная плотность знергс тической яркости излучения, регис рируемого от Солн)да, возрастает ,

Г;днако за счет изменения угла дифракции с ростом Д уменьшается засветка площади объектива 7 излучением с длиной волны / , что обусловливает уменьшение потока излучения на пыходной щели 8 и щели 3 моно;;1 оматс ра 2. Это следует из фор iy.rjh

, ,: B,-S ( ЛЛ ,

где f - пропускание конохроматораj S А) - 1гло1дадь сечения дифраги : чанного пучка после прохождения первого выходного .куьектива монохроматора; h - угловая высота щелей; : , Д - спектральная П ирина щелей

монохроматора} йд - сгиэктральная яркость ист-очника

F . - поток на выходе монохрома- тора ;

D 1 - угловая дисперсия. Угол дифракции (соответствует ог/льшей д,лине волны ;,280 нм.

При этом работает меньшая площадь У ,л) обт.ектива 7,, что автоматически ч(:дет к з меньшению потока F на вы- лоде ко; охроматора.

Посколъку велипинй потока излуче- пил от Солнца, прошедшего через зем- :7ую атмосферу, изменяется в зависи- чости от дл1-гны волны, что связано с погпощением излучения озонным слоем атмосферы, причем интенсивность его возрастает с увеличением длины волны, а пропускание монохро- натора при этом уменьшается, то ин