Способ измерения геометрической толщины рассеивающего слоя в атмосфере Советский патент 1992 года по МПК G01W1/00 G01C3/08 

Изобретение относится к способам измерений параметров атмосферы и может быть использовано в метеорологии для измерения толщины облачного слоя, а также при контроле за загрязнением атмосферы для определения геометрических размеров дымовых шлейфов дистанционным методом.

Целью изобретения является повышение оперативности и упрощение способа измерения геометрической толщины рассеивающего слоя.

Поставленная цель достигается тем, что как и в перечисленных выше способах, в исследуемый слой посылают оптическое модулированное по мощности излучение, принимают рассеянное излучение и по отраженному сигналу судят об искомом параметре.

В отличие от известных способов измерения расстояния частоту модулированного по мощности излучения изменяют в диапазоне длин волн т -1 La. где Li - L2 пред- ,:с:

полагаемый диапазон измеряемых толщин рассеивающих слоев: А - коэффициент заXJпаса, и об искомом параметре судят по

VJ относительному изменению глубины моду00ляции и частоте модуляции.

ел со о

Зависимость относительного коэффициента глубины модуляции отраженного рассеивающей средой излучения от частоты модуляции описывается следующим образом. При малых частотах относительная глубина модуляции стремится к единице (т.е. рассеивающая среда практически не искажает модуляции), при больших частотах относительная глубина модуляции отраженного сигнала стремится к нулю (т. е. среда полностью уничтожает, смазывает модуляцию излучения). Таким образом, существует область где относительнаятлубина модуляции изменяется от 1 до 0.

Для однородных рассеивающих сред (или сред с нарастающей оптической плотностью (С дальней от источника границ) с возрастанием частоты модуляции происходит не монотонное стремление этой зависимости к нулю, а осциллирующее, причем положение первого локальйого минимума на оси частот позволяет оценить искомый параметр. При поиске этого локального минимума нет смысла посылать сигналы с частотой модуляции вне диапазона частот, где происходит изменение относительной глубины модуляции от 1 до 0.

Для атмосферных облачных образований этот диапазон 100 кГц Q 40 мкГц.

После приема отраженного светового сигнала определяют коэффициент относительной модуляции отраженного сигнала, строят зависимость этих коэффициентов от частоты модуляции зондирующего луча. Далее на этой зависимости находят первый ее

минимум слева на оси частот. Типичный вид зависимости приведен на чертеже, гдероптическая длина волны модулирующей составляющей сигнала. Взаимосвязь между геометрической толщиной рассеивающего

слоя и частотой, на которой обнаружен первый слева минимум, выражается формулой:

,

где Дл1--длина волны модуляции, на которой обнаружен первый слева минимум.

Г