ПРИБОР ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ, Советский патент 1970 года по МПК G01H1/00 G01J5/50 

Известные приборы для обнаружения и измерения излучения, испускаемого определенными областями атмосферы, содержащие оптическую систему, светофильтры, модулятор и детектор, не дают возможности получать достаточно высокую монохроматизацию спектра, обеспечивая постоянство коэффициента поглощения внутри спектрального интервала при достаточном уровне энергии на приемнике.

Отличием предлагаемого прибора является то, что, с целью повыщения разрешающей способности, он снабжен камерой, заполненной определенным компонентом атмосферы, расположенной между модулятором и детектором. При этом камера может быть выполнена двухсекционной, одна из секций которой вакуумирована или содержит незначительное количество указанного компонента, а модулятор выполнен, например, в виде колеблющейся черной пластинки, попеременно перекрывающей входные отверстия секций.

Перед входным отверстием камеры может быть наклонно установлено зеркало, закрывающее ноловину входного отверстия от приема атмосферного излучения и направляющее через нее отраженное излучение фона, когда другая половина отверстия перекрыта модулятором.

Па фиг. 1 схе.матически показан описываемый прибор в разрезе; на фиг. 2 - пара консольных листовых пружин прибора.

Канал / является каналом поглощения и чувствителен к излучению нижних уровней атмосферы, а канал 2 - избирательным; он чувствителен к излучению верхних уровней атмосферы. Каждый канал расположен таким образом, что его ось горизонтальна, а падающее из.тучение с земли (и прн.1;егающей атмосферы) в пределах данного нространственного угла (приблизительно 10°) и направляется в каждый канал соответственным наклоненным зеркалом 5 и 4, изготовленным из

алюминия и имеющим покрытую золотом отражательную поверхность.

В канале / размещена камера 5, заполненная двуокисью углерода под определенным давлением, а в канале 2 находятся две секции 6 и 7 другой камеры, одна из которых содержит двуокись углерода под онределенным давлением, а другая вакуумирована или содержит двуокись углерода под другим, более низким давлением. В канале / располол ен модулятор 8, выполненный в виде колеблющейся черной пластинки, имеющей площадь, равную половине площади входного отверстия канала /. У входного отверстия канала 2 установлен модулятор 9, выполненный в виде наклонного зеркала, занимающего также половину входного отверстия канала 2 и расположенного таким образом, что направляет излучение из внешнего пространства в соответствующую часть входного отверстия, перед которым оно расположено. Каждый модулятор S и Р монтируется на свободном конце соответствующей пары консольных листовых прулшн 10, которая приводится в действие электрически с частотой, например 15 циклов в 1 сек, в противоположных фазах таким образом, чтобы модуляторы соверщали колебательное движение у входных отверстий соответствующих каналов, закрывая каждый ноловину соответствующего входного отверстия поочередно.

Закрепленное зеркало 11, находящееся перед половиной входного отверстия капала 1, направляет излучения из внещнего пространства через эту половину камеры 5, когда модулятор 8 расположен в стороне от траектории излучения; другая половина камеры принимает земное излучение от зеркала 3, когда модулятор 8 находится между зеркалом 11 и камерой 5.

Оптическая система каждого канала 1 и 2 идентична и включает инфракрасные германиевые линзы 12-17, расположенные последовательно. Эта оптическая система ограничивает требуемое поле зрения соответствующего канала и направляет падающее излучение в соответствующий полосо1вой фильтр 18 и 19.

Каждый фильтр содержит мнгополосовой фильтр помех, образованный наложением последовательных слоев на германиевую нластинку или на поверхность одной из линз системы.

Линзы 12-15 могут рассматриваться, как отдельная система, у которой входное отверстие, где расположен соответствующий модулятор 8 или Я и отверстие, где расположен соответствующий фильтр 18 или 19, находятся в соответствующих фокальных плоскостях системы.

Камера 5 поглощения двуокиси углерода в канале / расположена между германиевыми линзами 12 и 14, в то время как сдвоенные секции 6 и 7 камеры канала 2 находятся между первой линзой 13 и плоским окном 20, расположенным у входного отверстия. Таким образом, длина траектории двуокиси углерода для канала 1 в данном случае но своей величине больше чем длины траекторий в канале 2.

Излучение, проходящее через каждый фильтр 18 и 19, направляется на детектор 21 и 22 при помощи германиевой линзы 23 и 24 и конического световода 25 и 26, имеющего покрытую золотом отражательную поверхность. Каждый соответствующий детектор 21 и 22 Выполнен в виде болометра термртстора или пьезоэлектрнческого детектора.

тектор) все время располол ена в поле зрения детектора 21, излучение, испускаемое самой пластинкой, не детектируется. В канале 2 детектор 22 принимает излучение от земной атмосферы, которое проходит через одну из секций 6 или 7, в то время как другая секция передает отраженное излучение фона из внешнего пространства, а атмосферное излучение направляется через секции 6 и 7 понеременно при прерывающей частоте. Излучение, получаемое из внещнего пространства в каждый канал ./ и 2, используется как удобный фон, на котором измеряется излучение, полученное из земной атмосферы.

Электронная цепь связана с одним из детекторов 21. Для каждого канала имеется аналогичная цень. Каждый детектор приводит в действие транзисторный предварительный усилитель низких шумов 27 и синхронный интегратор 28. За счет использования интегратора 28 монсно применить широкополосный усилитель 29. Выходной сигнал усилителя 29 детектируется при помощи фазочувствительного детектора 30. Интегратор 28 и детектор 30

работают синхронно относительно частоты

прерывания при помощи сигнала, подаваемого

от привода соответствующего модулятора 5

или 9.

Выходной сигнал фазочувствительного детектора 30 указывает интенсивность инфракрасного излучения, происходящего главным образом из онределенного уровня атмосферы в соответствии с полосой пропускания чувствительного фильтра 18 и 19 и давления двуокиси углерода в соответствующей траектори-и поглощения.

В предлагаемом приборе предусмотрено шесть различных каналов, имеющих различные характеристики.

Предмет изобретения

1. Прибор для обнару кения и измерения излучения, испускаемого определенными областями атмосферы, содержащий оптическую систему, полосовой фильтр для пропускания полосы спектра излучения компонента атмосферы, имеющего линии поглощения в этой нолосе, модулятор и детектор, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, он снабжен камерой, заполненной указанным компонентом атмосферы, расположенной между модулятором и детектором.

2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что камера выполнена двухсекционной, одна из секций которой вакуумирована или содержит незначительное количество указанного компонента, а модулятор вынолнен, нанример, в виде колеблющейся черной пластинки, попеременно нерекрывающей входные отверстия секций.

271429 56

половину входного отверстия от приема атмо- отрал енное излучение фона, когда другая п6сферного излучения и натравляющее через нее ловина отверстия перекрыта модулятором.

01

а

J