Способ измерения влажности воздуха Советский патент 1979 года по МПК G01S9/60 

Изобретение относи гея к метеорологии а именно к области использования радиолокационных систем при измерении влажности атмосферы. Известны методы измерения влажности атмосферы с помощью рациозонцов. На борту рациозонда устанавливается измеритель влажности, показания которого передаются по радиолинии на Землю р. . Однако при измерении профиля влажнос ти атмосферы в реальном масштабе време ни Б течение длительного периода времени такие системы применяться не могут. Известен также способ измерения влаж ности воздуха, основанный на излучении акустических и электромагнитных колебаний, пртеме и измерении доплеровского сдвига частоты электромагнитного колебания, отраженного от неоцнородностей воздуха 2j . Однако в известрюм способе значитепьг ное время измерения. Цель изобретения - сокрагаение времени измерений. Для этого способа измерения влажности воздуха, основанном на излучении акустических и электромагнитных колебаний, приеме и измерении допплеровского сдвига частоты электромагнитного колебания, отраженного от неоднородностей воздуха, дополнительно излучают акустические и электромагнитные колебания с другими частотами, принимают и измеряют допплеровский сдвиг частоты дополнительного электромагнитного колебания, отраженного от неоднородностей воздуха, измеряют ширину спектральных линий принятых электромаг нитных колебаний с последующим вычислением скорости звука, по величине которой определяют величину погдошения звука в воздухе на двух излучаемых частотах и при сравнении величин ПОР- лошення определяют влажность воздуха с учетом реальной температуры. На фиг. 1 изображена схема измерения профиля влажности атмосферы; на фиг, 2 зависимости поглощения звуковых волн в воаауке or влажносгн при раапичных чайтогах звука. Передатчики 1 и 2 через антенну 3 излучают в атмосферу радиоволны двух частот. Эти радиоволны отражаются от неод- нородностей атмосферы 4, созданных двумя звуковыми волнами разных частот, излучаемыми генераторами звука 5 и в. От ражения имеют место, если выполняется соотношение Брегга . К 2RC05 У где К - волновое число звуковых волн; ° R волновое число электромагнитны волн; У -угол между направлением распространения электромагнитных воли и нормалью. Только при выполнении этого условия будет заметное отражение радиоволн. Таким образом, подбирав чистоты звуковых и электромагнитных волку можно добиться того, что каждая из радиоволн отражаетс только от неоднородности, созданной определенной звуковой волной. :Ограженные радиоволны с помощью обща.Й антенны 7 принимаются приемниками 8 и 9, настроенными на частоты принимаемых радиоволн. Затем принимаемый сигнал обрабатьгвается в устройстве обработки информации 1О. Работа Системы синхронизируется с помощью усгройсгва синхронизаци 11, в устройстве обработки информации Ю измеряется ширина спектра и допплеровский сдвиг принятых радиоволн, после чего определяется скорость звука. Вслед за этим вычисляется поглощение звуковых волн атмосферы по формуле л -:;r-c3Cv д - половина ширины спектра: Vjg- скорость звука: оС поглощение. Зная чистоту звука и поглощение его атмосферой, по графикам определяют влажность воздуха. Сравнением показани на разных частотах раскрывается неодно значкость. Например, зная поглошенияО, и сХ«г) проводим на графике прямые 12 и 13. Точки пересечения этих прямых с кривыми 14 и 15 зависимости влажности от поглощения значения влажности на аждой частоте. Сравнивая полученные результаты, выбирают значение влажности РЗ , совпадающее на двух частотах. Профиль влажности измеряется путем канирования луча пвредаютцей антенны или применением стробирования. Использование предлагаемого способа измерения влажности воздуха обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимуяества: возможность иетлерения высотного профиля атмосферы в реальном масштабе време ни; -измерения могут проводиться непрерывно в течение длительного времени; -используется только наземное оборудование. Формула изобретения Способ измерения влажности воздуха, основанный на излучении акустических и электромагнитных колебаний, приеме и измерении допплеровского сдвига частоты электромагнитного колебания, отраженного от неод нородностей воздуха, о т л и ч ан ю щ и и с я тем, что, с целью сокращения времени измерений, дополнительно излучают акустические и электромагнитные колебания с другими частотами, принимают и измеряют, допплеровский сдвиг частоты дополнительного электромагнитного колебания, отраженного от неоднородноетей воздуха, измеряют щирину спектральных линий принятых электромагнитных колебаний с последующим вычислением скорости звука, по величине которой определяют величину поглощения звука в воздухе на двух излучаемых частотах и при сравнении величин поглощения определяют влажность воздуха с учетом реальной температуры. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 115950, кл, Q 01 N 19/1О, 1956, 2, Appeied Optics , УП, № i, 1972, р, 108-112,