DE1147409B

DE1147409B - Anordnung zur Ausschaltung von Klima- und Windbeeintraechtigungen bei impulsoptischen Messsystemen

Info

Publication number: DE1147409B
Application number: DEF34217A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-05-06
Filing date: 1958-05-06
Publication date: 1963-04-18

Description

Anordnung zur Ausschaltung von Klima-und Windbeeinträchtigungen bei impulsoptischen Meßsystemen nach Patent 836410 Zusatz zum Patent 836410 Im Hauptpatent wird ein Verfahren zur optischen Durchstrahlung absorbierender Medien angegeben.
Als Lichtsender dient hierbei eine Funkenstrecke, deren Funke in einer Edelgasalmosphäre brennt, und der über einen extrem induktionsarmen Kondensator gezündet wird. Die Selbstinduktion des Entladungskreises ist hierbei so dimensioniert, daß der Funkenwiderstand vergleichbar dem aperiodischen Grenzwiderstand des Kondensatorentladungskreises ist.
Empfangen werden die Lichtsignale von einem lichtelektrischen Empfänger, vorzugsweise einer Vakuumphotozelle, mit anschließendem Breitbandverstärker.
Bei Voraussetzung konstanter Lichtemission des Senders kann dieses Verfahren auch für quantitative Messungen verwendet werden, wie z. B. für Sichtweitenbestimmungen. Da diese Sichtweitenbestimmungen im Freien stattfinden, muß dafür Sorge getragen werden, daß keinerlei Störungen durch Winde, Niederschlag, Insekten und Vögel stattfinden können.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfache und wirksame Anordnung anzugeben, die alle diese Einflüsse berücksichtigt und ihre Auswirkungen verhindert.
Die Anordnung zur Ausschaltung von Klima- und Windbeeinträchtigungen bei impulsoptischen Meßsystemen gemäß Patent 836410 besteht nach der Erfindung darin, daß vor der Sender- und/oder Empfängeroptik eine zur Vermeidung von Streulicht an sich bekannte wabenartig ausgebildete Rohranordnung, deren Achse in Lichtrichtung liegt, angeordnet ist, durch welche Luft mit laminarem Strömungsverlauf nach außen geblasen wird. Im Bedarfsfalle ist es vorteilhaft, den Luftstrom aufzuheizen.
Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispiels, welches ein für die Bestimmung von Sichtweiten geeignete Empfänger- und Senderanordnung schematisch darstellt, näher erläutert.
Um den Lichtsender, also die Funkenstrecke 1 mit dem Versorgnngsaggregat 2, unempfindlich gegen Schneetreiben zu machen, sind beide in einem horizontalen Gebäude 3 mit rohrartigem Ständer 4 eingebaut. Zur optischen Strahlenbündelung dient eine Linse 5 oder ein Spiegel. Der dem Empfänger zugewandte Austrittsteil des Gehäuses 3 ist durch eine wabenartige Anordnung, beispielsweise ein Gitter oder eine Rohranordnung 6, in seinem optisch wirksamen Austrittsquerschnitt ausgefüllt. Hierdurch wird für auftreffenden Wind die Strömungsgeschwindigkeit stark herabgesetzt. Während geringe Luftgeschwindigkeiten durch eine solche Längsleitung kaum ge schwächt werden, tritt bei starkem Wind sofort Turbulenz auf, und es kann sich laminar nur eine ge ringe Luftbewegung im Inneren der Rohre oderWaben in Richtung auf den Sender ausbilden. Dieser geringen Geschwindigkeit wirkt nun der im Gehäuse 3 angeordnete Gebläsemotor 7 mit Luftschraube 8 entgegen, der durch eine Ansaugöffnung 9 mit Abdekkung 10 und Schutzsieb 11 gesiebte Frischluft ansaugt, die der gleichen Winddruckstärke ausgesetzt ist wie bei der Eintrittsöffnung 6, aber durch das Ge bläse einen zusätzlichen Überdruck erhält. Dadurch wird stets die Luft in Pfeilrichtung 12 bewegt. Wichtig hierbei ist, daß die Luftströmung immer laminar erfolgt, so daß keinerlei optische Aberrationen der Lichtbündelung stattfinden. Zusätzlich wird durch die Luftbewegung auf das Rohrsystem eventuell auftreffender Schnee oder Staub aus diesem herausgeblasen.
So wird eine Beeinträchtigung des austretenden Lichtstrahles durch Verschmutzung oder Verstopfung verhindert. Eine zusätzlich angebrachte Heizvorrichtung 13 mit einem Temperaturschalter 14 bewirkt, daß anfallende Niederschläge schnell abgetrocknet werden können. Ebenso kann diese Heizung auch zur Verhinderung von Beschlägen am optischen System, Linse oder Spiegel verwendet werden.
Älmlich ist der Empfänger ausgebildet. Die Photozelle 15 mit dem Verstärker und Versorgungsaggregat 16 sind wiederum in einem horizontalen Gehäuse 17 mit rohrartigem Ständer 18 eingebaut. Das in Pfeilrichtung 18 einfallende Licht wird durch ein Rohrsystem 19 geleitet, fällt auf die Sammeloptik 20 und gelangt über eine Blende 21 in die Photozelle 15. Für eine laminare, eventuell vorgeheizte und gereinigte Luftströmung durch das Rohrsystem 19 sorgen wiederum ein Gebläsemotor 7 mit Luftschrnube 8, Ansaugöffnung9, Sieb 11, Heizwendel 13 und Temperaturschalter 14. Die Ausbildung des Rohr- oder Wabensystems 19 hat beim Empfänger noch eine zusätzliche, an sich bekannte Funktion. Es wird nämllch Streulicht, das z. B. bei Nebel in stark abweichenden Richtungen eintritt, ausgeblendet. Zur besseren Wirkung werden die Rohre oder Waben ge schwärzt. Werden die Länge der Rohre oder Waben im Verhältnis zu ihrem Durchmesser so bemessen, daß geometrisch bereits nur ein Empfangsraumwinkel von 50 vorgegeben ist, ist das Streulicht durch diese Maßnahme im Quadrat der Winkelgrade, d. h.
1802:52, ausgeblendet. Die nachfolgende, vor dem photoelektrischen Aufnahmeorgan liegende Linsenanordnung hat mit der zugeordneten Blende dann nur noch im Winkelbereich5 1 für 10 Öffnung weiter auszublenden. Dadurch sind die technischen Anforderungen an die Transparenz der Linse verringert.
Wenn man nämlich ein Meßgerät über 6 Zehnerpotenzen erhalten will, würde auf die Linse auftreffendes Streulicht infolge der sehr geringen natürlichen »Mattierung« auch des besten Glases teilweise unvermeidlich in die optische Achse eingestreut und das Meßergebnis verfälscht werden. Diese optischen Verhältnisse bei Rohr- oder Wabensystemen sind an sich bekannt. Wichtig ist jedoch, daß die das System durchströmende Luft laminar erfolgt, damit eine genaue Abbildung ermöglicht wird. Keineswegs dürfen durch Turbulenz irgendwelche Schlieren entstehen, da dann die Meßergebnisse gestört würden. Die Stärke des Luftstromes wird so gewählt, daß mit Sicherheit keine Insekten gegen den Luftstrom in das Rohrsystem eindringen und eine Abschattung bewirken können. Das Rohrsystem 19 ist beim Empfänger länger oder besteht aus dünneren Rohren als üblicherweise beim Sender. Die optische Strahlung trifft in Pfeilrichtung 18 auf den vorzugsweise aus einem Lin- sensystem 20 bestehenden optischen Teil. Bei Messung des ultravioletten Absorptionskoeffizienten besteht die Optik aus Quarz oder anderen geeigneten Uv-transparenten Medien. Die Blende 21 blendet das Strahlenbündel auf die gewünschte geringe Winkelgröße, z. B. 10, aus. Die Verkabelung des Gerätes 22 tritt wassergeschützt aus der Öffnung 23 aus dem Ständer aus.
Durch diese einfache Anordnung werden alle Störungen, die bei quantitativen Sichtbestimmungen im Freien auftreten, vermieden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zur Ausschaltung von Klima-und Windbeeinträchtigungen bei impulsoptischen Meßsystemen gemäß dem Verfahren nach Patent 836 410, bei welchen senderseitig ein elektrischer Funke in einer Edelgas atmosphäre von mehr als einer Atmosphäre Druck über einen extrem induktionsarmen Kondensator gezündet wird und die Selbstinduktion des Entladungskreises so dimensioniert ist, daß der entstehende elektrische Funke größer oder gleich dem aperiodischen Grenzwiderstand des Kondensatorentladungskreises ist, und empfängerseitig ein lichtelektrischer Empfänger geeigneter spektraler Empfindlichkeit mit nachfolgendem Verstärker einer solchen Bandbreite benutzt wird, daß praktisch alle im Funken enthaltenen Fourierfrequenzen verstärkt werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Sender- und/oder Empfängeroptik eine zur Vermeidung von Streulicht an sich bekannte wabenartig ausgebildete Rohranordnung, deren Achse in Lichtrichtung liegt, angeordnet ist, durch welche Luft mit laminarem Strömungsverlauf nach außen geblasen wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom geheizt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 819 320.