Способ определения полуширины и интенсивности линий поглощения атмосферных газов Советский патент 1980 года по МПК G01J3/42 

где д -полуширина iiHHHH погяошения

газа;

полуширина спектра мощности

зондирующего импульс а модуль производной OTV(t) по t при

-од;

V

moic

гла)с

к, - производная от VCt) по vTt при ,Q

V -ои;

iVl.rtKt

Vtiftlf.

W04 интенсивиость линии поглощения газа, С - скорость света в вакууме. На фиг, 1 и 2 даны кривые Vtt) и VCVly поясняющие определение производнык К и . При посьШке Воднородную атмосферу короткого светового импульса и регистрации рассеянного в обратном направлении излучения зависимость интенсивности .сигнала от времени имеет вид: Mi) ( где - коэффицйент пр6пЬрцйонййь ности,зависящий от энергии{ зондирующего импульса и параметров приёмной температуры; « показатель аэрозольного рассеяния атмосферы, О - скорость света в вакууме; I gО) - спектр мощности зондирук щего импульса; - частота излучения; VCO) - зависимость коэффициента поглощени.: raisa (эт част« тьиДля резонансных линий поглощения атмосферных газов центральная частота контура линии поглощения, Тогда: FCt)i53a)p.)(3isW Для лоренаовского контура линии по гпожения КСЧ)«irf - / ifгде SejiiOH - ивггенсивность линии; полуширина линии. Пусть, спектр мощности зондирующего ямпульса имеет вид: lgc) (б

полушириной

Я®.

I)

л

а

ими

Специ ально проведенные нами исследовашя показбшают, что при &,

P/J86e Nj

RPV t«J-s

гвбеПРИ t - , (8)

где t-(-i-) Г () sea vT ; Ф{ха Se-.z И ПРИ t« 1}),к РИ t cS 3(Е) Z еy{tbenF(t) Из (9) и (10) находим: н m (ь)ь/ К|4 ал г . (14) и (10) имеем: , Ь дО| ,аь.. ; Об) Сосзтношение (13) с Погрешностью «« « «« Aoscb.i можно оксимировать формулой: ,0082.0,37бЬ.(1 /..гча r°(N) () ,-. f)-H«V ,068 S , зг г имп. С л Пример, Для определения параметров линии вращательной структуры А полосы атмосферного кислорода с полушириной А i 0,1 см и силой линии S 3 компгкий импульс длительностью д1 .дС где Kq - коэффициент поглощения в центре Линии поглощения), полуширина спектра мощности которого А в 2-10 раэ превьшает полуширину лини поглощения (например, импульс длительЧгHOCTbto ft-t С полушириной UM.n «S см), разделяют на две час ти, по одной из НИ.Х измеряют полуширину спектра мощности , а вторую часть посылают в атмосферу. Регистри{цгют рассеянный в обратном направлении свет (эхо-свгнап) с коэффициентом усиления, пропорциональным квадрату текущего времени t , отсчитываемому с момента посылки импульса в атмосферу, получают зависимость V(t) натурального логарифма полученного сигнала. По этой зависимости определяют модули производнь«к и )) в данном случае ,141О с К5,ОЛ9-10 с. По формулам (1) и (2) и измеренно полуширине спектра мощности импульса определяют полуширину и интенсивность линии поглощения: 0, сн- S ,6 . Использование предлагаемого технического решения позволяет измерять параметры линий поглощения атмосферных газов дистанционно, не требует бопьшого расстояния между источником и приемником излучения или вынесения на большие расстояния других каких-либо оптических элементов, Формула изобрет&ниа Способ определения полуширины и интенсивности линий поглощения атмоОг735934ферных газов, включающий посылку в атмосферу светового импульса, полуширина спектра мощности которого превышает полуширину линии поглощения газа, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения области применения, световой импульс разделяют на два импульса, по одному из которых измеряют полуширину спектра мощности импульса, а второй посылают в атмосферу, регистгрируют ахо-сигнал, коэффициент усиления принятого сигнала увеличивают пропорционально квадрату текущего времени t , отсчитьюаемого с момента посылки импульса в атмосферу, регистрируют зависимость NCi) натурального логарифма полученного сигнала от времени и определяют искомые параметры по формулам:лУимп 0,,576 Ш°.) - о,обвг1 In СЛ.У д - полуширина линии поглощения газа, полуширина спектра мощности зондирующего импульса; Kj - модуль производной от (i:) по t при макс-- 5 мокс-ОИ; . К. - производная от VC-t) V -о,..„.„е-,4; мс1 ;сможс - ивтенсивность линии поглощения газа, С - скорость света в вакууме. / I0f-i,c