Способ дистанционного измерения параметров атмосферы Советский патент 1993 года по МПК G01W1/00 

- --, :- 3 iOK IlCxoMbic Ааодк гррис DII:jf це/ЯЮ ЧО idKCHMaльной вели-;1.1ме отчосительной прозрачности c/iOH лтмосшеоы. которую аыбиоают из сп локупчост - посылок в измерИ тел-i-GM чз пм -:11ях поглощения и

1елос гз ;-Ko-i спосо&а является то, при накладываются чрезвычайно рь сокие требования на стабильность изотот и:агуменмя лазера. Причем- линии из.г --ения сьть зна -|итель«о vwe линий гюглощения водяного , ширина не полмна превышать долю ангс :-рема., при зтом они должны бьпь близки, чтобь .;-.:.ловие пасгфост ранвгИя :х 3 ciTMocuepe было прибли зител;тН(; одинаковым

паиболее близким « изобретению являягся способ, заключающийся в том, irro а заданную высоту посылают лазерной излучение с интенсивностью, достаточной для создания пробоя в воздухе, регистрируют акустическое 1.-1::;;1Учение5- создаваемое пробоем, а об искомых параметрах судят по времен;/ залерм ки между -посылкой лазерного 5 прмемо -( акустического изпучеьмия,. Одн-ко л-,- ломо:,:. ..... .-;,о,обене-;;-г :.:.; чооой ен1 являет сг возмож.:.. ,-л, е; е;-п- я .; пе то- ьноч ачусти

- : V: Г: . НОС;- -; а-же ОЯЧОЗре

,-,:-. ; - 4 й:-;-10сфере

Г.:-чгг: зленная дос ч-г ае с-; -ei-,

.,./-; .; :; я..;,;: .jotQ-r ; лент ОЯ Ti t---V- ( rv :С 1 i, ., ...; г г X. -;-CV -e ; y; v iегм--: Г;

;л;аа:чечин измеренной йомл-ичг ; с/

nSiO;:a льной ;1ощ;--юг тью С-л НаЧг , ripi-ii-ЯГОГО с раССТОРНИ-:: в . h г- шт ... f/i hOS .- i V. f5;/../ .. т. : -- ..-Г -. J VJ -.1 W/ /VC ; , ;

q.ii -4-;a пробоя: ;(,,| коэффициент псглсщяния звука на максимальной иь (С;

. о

1( во i- ос,човрв:--;ен -ого -iS 1 яоения rcivinepaTj-pbi и BT:a i -iccw Б а;;

МССф;Ое измерения ПрОЭООЯ: ОДНОБре :;-1г:Г: ,чЛЯ ТОеХ ЧЗСТО ч и ОО

пэрчм:л|рзх сулят лутем срдБнени; сиг иа.пОР :пя двух из пГлХ -шстст относя ч-;Пг. гоетьей., Чзиерения лро .г Г-оя,. ;-:апоимйр, /пя частот ; .. S

Для реализации способа вначале з атмосферу посылают лазерное излучени с интенсивностью не менее 10 Вт/см фокусируя его на расстоянии, равном высоте зондирования Н, под определенным углом к горизонту, таким, чтобы высота пробоя h лежала о пределах h - 10L - (4,605 - 1пО), где L длина лазерного пробоя , 0 - требуемая точность измерения (в процентах) « коэффициент поглощения звука дл самой высокой частоты f

МО СС

Далее измеряют спектральную мощность (величину амплитуды) пришедшего сигнала,

Такие измерения проводят в выделенных участках спектра для различных значений И, Полученные сигналы далее используются как калиброаочные для определения искомых параметров атмосферы.

На фиг,1 и 2 показана схема предложенного устройства.

Устройство включает мощный оптический квантовый генератор (ОКГ) 1, фокусирующее устройство 2, электроакустический преобразователь 3, анализатор 4 спектра, вычислительное Угтройство 5:

В устройстве для получения спектг-а-пыюй мощности калибровочного сигi-ала, когда пробой ocyuJ;ecтвляeтcя фо кусироЕКой лазерного излучения, оптический луч фокусируется при. помощи Фокусирующего устройства 2 на рас- стоянии 5 равно.м высоте зондирования , :1од определенным углом к горизонПои процессе измерения в устройсгвя показанном на фиг,2, лазерное ичпуцение фокусируется и создается - ообой на высоте Н, Акустическая вол:-а, проп -элшйя через атмосферу; при-м-:мается акустическим преобразовате. lefvi 3 , i: зелицины амплитуд принятого г.игг-ала сравниваются со значениями йчя выделенных участков спектра при калибровке на той же дальности,

Для опреде.пения спектральной акустической прозрачности Р достаточно «з. относительное изменение амплигуды пришедшего сигнала

. - Iiii±R If

ь где , - спектральная мощность акусу

т и чес ко го сигнала,

го атмосферу; R - расстояние от области пробоя до приемника звукового излучения (определяется из геометрии расположения источника и приемника и высоты Н области пробоя)-; 1 - спектральная мощность акус тического сигнала при калиб ровке на разных дальностях. Температура и влажность определяются по относительному изменению амплитуды пришедшего сигнала для двух пар звуковых частот: fyi и f, и , При этом измеряются :,,. ч Ii,/Ii, - ОТНОIfг/I. ситёльные изменения амплитуд сигнала на частотах f , , 5, f и вычисляются 4 4Н Величины Л, и A связаны аналитической зависимостью с температурой Т и относительной влажностью U. Для достижения большей точности измерений целесообразно вести измерения для частот 1,5 и 10 кГц.

//////////////////////// Фие.1

ifi.l