Устройство для измерения высоты облаков Советский патент 1981 года по МПК G01W1/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОТЫ ОБЛАКОВ

Изобретение относится к гидрометрологическому приборостроению, в частности к устройству для измерения высоты облаков локационного типа, и может использоваться как автономньм аэродромный прибор или как.датчик в составе автоматических гидрометеорологических станций. Известны локационные измерители высоты облаков, в которых высота облаков определяется по временному положению точки пересечения переднего фронта отраженного сигнала с некоторым уровнем сравнения (пороговым уровнем) 1 . Основным недостатком их является то, что они, в подавляющем большинст ве случаев, дают высоту облаков более низкую, чем та, с которой пилот самолета, находящегося в облаках, видит, смотря вертикально вниз, наземные ориентиры, т.е. обладают невысокой достоверностью результатов измер ний. Наиболее близким к предлагаемому изобретеш ю является устройство ана логичного назначения, содержащее источник излучения, последовательно связанные прием ггую оптическую систему, устройство компенсации расстояния на величину принимаемого сигнала, фотоприемник, усилитель и счетчик временных интервалов 2 . - Однако это устройство не дает воз-, можности достоверного измерения высоты облаков. . Цель изобретения - повьгаение достоверности измерения высоты облаков. Цель достигается тем, что устройство снабжено анализатором плоскости поляризации излучения, установленнымв приемной оптической системе, а также цепочкой из дифференцирующего блока, селектора полярности, фазового инвертора, порогового устройства и блока формирования- останавливающего импульса, включенной между усилителем и счетчиком временных интервалов.

На чертеже изображена блок-схема устройства для измерения высоты облаков.

Устройство содержит излучатель 1 с плоскополяризованным пучком излучения, блок 2 формрфования запускающего импульса, счетчик 3 временных интервалов, приемную оптическзто систему с анализатором 4, пропускающим излучение с направлением плоскости поляризации, совпадающим с направле™ нием плоскости поляризации зондирующего излучения устройство 5 компенсации влия-ния расстояния до облаков на величину принимаемого сигнала, фотоприемник 6, усилитель 7j дифферецирующий блок 8 селектор 9 полярности, фазовый инвертор 10, пороговое устройство 11, блок 12 формирования останавливающего импульса.

Устройство работает следующим образом.

При излучении зондирующего импульса часть его, так называемый опорный сигнал, подается на фотоприемник 6, электрический сигнал с которого за пускает счетчик 3 временных интервалов.

Отраженный от облака световой импульс собирается приемной оптической системой с анализатором 4, Через анализатор проходит только то оптическое излучение, направление плоскости поляризации которого совпадает с направлением плоскости поляризации зондирующего излучения, т.е. однокрано рассеянного излучения. После анализатора 4 оптический сигнал проходит через устройство 5 компенсации и попадает на фотоприемник 6. Электрческий сигнал с фотоприемника б усилвается усилителем 7 и далее диф{1)ерен цируется в блоке 8.

Г1родифференцированньм сигнап направляется в селектор 9 полярности, пропускающий импульсы только отрицательной полярности, которые затем посылаются в фазовый инвертор 10, Здесь отрицательные импульсы преобра,зуются в импульсы положительной полярности, которые поступают на вход порогового устройства 11. Уровень величины порогового напряжения устанавливается не меньше, чем амплитуда сигнала от подоблачной дымки, так как при использовании устройства 5

.компенсации величина принимаемых сигналов определяется только оптическими характеристиками облаков и подоблачной дымки и не зависит от высоты облаков.

При превышении сигнала от облака порогового напряжения, в блоке 12 формирования останавливающего импулса формируется сигнал, останавливаю щий счетчик временных интервалов,

В устройстве высота определяется По временному положению точки пересечения порогового уровня срабатывания с задним фронтом отраженного лазерного импульса излучения, а в приемной оптической системе осуществляется компенсация зависимости величины принимаемого сигнала от расстояния до облака, что позволяет использовать пороговое устройство с постоянным порогом срабатывания.

Изобретение направлено на создание устройства для измерения высоты облаков с повышенной достоверностью результатов измерений, т,е, создание устройства, которое измеряет высоту облаков, близкую к той, с которой пилот самолета, находящегося в облаках, видит наземные ориентиры в направлении вертикально вниз.

Глубина в облаке, с которой пилот ридит наземные ориентиры в направлении вертикально вниз, соответствует расстоянию, на котором формируется зад1-шй фронт отраженного короткого лазерного импульса для сигналов, сформированных однократно рассеянным светом, одним из способов вьщеления которого является установка анализатора в приемном оптическом канале.

В предложенном устройстве повышается достоверность измерений высот облаков, а следовательно, и безопасность эксплуатации авиационной техники в сложных метерологических условиях.

Формула изобретения

Устройство для измерения высоты облщов, содержащее излучатель, последовательно связанные приемную оптическую системуj устройство компенсации влияния расстояния до облака на величину принимаемого сигнала, фотоприемник, усилитель и счетчик временных интервалов, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности измерений, оно

снабжено анализатором плоскости поляризации излучения, установленным в приемной оптической системе, а также цепочкой из дифференцирующего блока, селектора полярности, фазового инвертора, порогового устройства и блока формирования останавливающего импульса, включенной между усилителем и счетчиком временных интервалов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Ь Патент ФРГ Н 1953594, кл. 42 I 20/03, 197К

2, Авторское свидетельство СССР 646806, кл. .G01W 1/00, 1977.

12