DE2156063A1

DE2156063A1 - Anordnung zur Messung der Sichtweite bei wechselnden Wetterverhältnissen

Info

Publication number: DE2156063A1
Application number: DE19712156063
Authority: DE
Inventors: Bernt DipL-Ing.; Persson Anders; Svensson Olof; Västeraas Ling (Schweden). P
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1970-11-16
Filing date: 1971-11-11
Publication date: 1972-05-31
Also published as: FR2114462A5; DE2156063C3; US3694936A; GB1361040A; SE358478B; DE2156063B2

Description

Anordnung; zur Messung der Sichtweite bei wechselnden Wetterverhältnissen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Messung der Sichtweite bei wechselnden Wetterverhältnissen. Auf Flugplätzen z.B. ist es sehr wichtig, die Sichtverhältnisse kontinuierlich überwachen zu können und gleichzeitig bestimmte Angaben über die aktuelle Sichtweite verfügbar zu haben.

Zur Bestimmung der genannten Sichtweite sind viele Anordnungen vorgeschlagen worden. Eine dieser Anordnung enthält z.B. mehrere Lichtquellen, die in verschiedenen und bekannten Abständen angeordnet sind. Die Sichtweite wird dabei von dem Abstand zu der am weitesten entfernten Lichtquelle bestimmt, die im Augenblick sichtbar ist. Dabei ist die Bestimmung abhängig von der Sehschärfe des Beobachters, Eine andere Anordnung enthält eine Lichtquelle, die einen in verhältnismäßig kurzer Entfernung angeordneten Reflektor beleuchtet, und einen Empfänger, der die Intensität des von dem Reflektor reflektierten Lichtes mißt. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß der Abstand zwischen Sender

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Reflektor klein sein muß, da dieser Abstand der kleinste ist, der gemessen werden kann. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß eine örtliche Störung, z.B. ein Nebelfeld innerhalb der kurzen Meßstrecke, eine allgemeine Herabsetzung der Sichtweite vortäuscht.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Messung der Sichtweite bei wechselnden ^ Wetterverhältnissen zu schaffen, bei der die Meßstrecke beliebig lang sein kann, und die Messungen vollKommen automatisch und unabhängig von menschlicher Beurteilung durchgeführt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung eine Anordnung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus einer Strahlenquelle^ mehreren in verschiedener Entfernung von der Strahlenquelle angeordneter] Reflektoren und einer Jjinpfängereinheit besteht, wobei nur eine optische Verbindung zwischen der genannten Strahlenquelle und den Reflektoren bzw. zwischen den P Reflektoren und der Empfängereinheit besteht, daß die genannte Strahlenquelle in Richtung auf die genannten Reflektoren Licht ausstrahlt und dl? reflektierende Fläche und/oder das Reflexionsvermögen der Reflektoren und/oder die Verstärkung in der Empfängereinheit so bemessen sind, daß bei einer gewissen Bezugssichtweit© die Ausgangssignale ei©?» Verstärkers in der jjinpfängereinheit für die von sämtlichem JReileKtoren empfangenen Echor, vorzugsweise gleich groß sind, und d«w* die >jmpxängersinheit nur soIeUc Echos

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zählt, deren Größe einen bestimmten Schwellwert überschreitet.

Anhand der in den Figuren dargestellten Ausi'ührungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden:

fig. 1 und 2 zeigen schematisch in vertikaler bzw.

Horizontaler übene, wie eine Strahlenquelle zur Beleuchtung mehrerer nacheinander angeordneter Reflektoren angeordnet ist.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der zu der Anordnung nach der Erfindung gehörenden jjänpi anger einheit.

Fig. 1 zeigt eine lichtaussendende Strahlenquelle 1, die z.B. aus einem Lasersender bestehen kann, ium Lasersender ist auf Flugplätzen oft vorzuziehen, da er, wie bekannt, einen verhältnismäßig sehr schmalen Leitstrahl b ausstrahlt und dadurch auf die Umgebung weniger störend wirkt. Der Leitstrahl b der Stranlenquelle 1 muß jedoch einen solchen Querschnitt haben, daß alle m seiner Stranlenrichtung angeordneten Reflektoren 2, 3, 4 und voll und ganz beleuchtet werden.

Die Reflektoren 2, 3» 4 und 5 sind in bestimmter Entfernung von der Strahlenquelle 1 angeordnet, und zwar entweder mit konstantem Abstand voneinander oder mit allmählich zunehmenden oder abnehmenden gegenseitigen Abständen. Die Anordnung enthält eine 'Ernpfänger-

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einfielt 7, siehe Fig. 3» mit einem Verstärker 8, einem niveauabtastenden Organ 9 und einem Zähler 10. Die Verstärkung des Verstärkers 8 kann zeitlich verschieden sein, so daß ein zeitlich später empfangenes Echo 11 höher verstärkt wird als ein vorhergehendes. Diese Verstärkungszunahme kann entweder linear oder nicht linear erfolgen. Im letzteren Fall verläuft sie zweckmäßigerweise nach einer e-Funktion.

fe Um die gewünschte Wirkungsweise der Anordnung zu erreichen, können die Reflektoren 2, 3» 4 und 5 untereinander das gleiche Reflexvermögen, aber mit der Entfernung zunehmende reflektierende Flächen haben. Die Zunahme der reflektierenden Fläche wird so berechnet, daß das von Reflektor 3 reflektierte und von der Empfängereinheit 7 empfangene Echo dieselbe Amplitude hat wie das Echo von Reflektor 2. Gemäß bekannten optischen Gesetzen bedeutet dies, daß die reflektierende Fläche der Reflektoren dabei mit dem Quadrat der Entfernung zunehmen sollte. Eine weitere Möglichkeit, dieselbe Wirkung zu erreichen, besteht darin, daß Reflektoren mit unterscniedlichem Reflexionsvermögen verwendet werden, wobei der am weitesten entfernt gelegene Reflektor, im vorliegenden Fall der mit 5 bezeichnete, das größte Reflexvermögen besitzt. Natürlich ist es möglich, beide Methoden zu kombinieren, so daß bei zunehmender Entfernung sowohl die reflektierende Fläche als auch das Reflexionsvermögen zunehmen, so daß die gewünschte Wirkung erreicht wird. Eine weitere Methode besteht darin, den Grad der Verstärkung des Verstärkers, wie

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bereits erwähnt, zu variieren. Diese dritte Methode kann ebenfalls mit einer oder beiden erstgenannten Methoden kombiniert werden.

Das in der Empfängereinheit 7 enthaltene niveauabtastende Organ

nach wird so eingestellt, daß nur die Echos 11, deren Amplituden/der Verstärkung durch den Verstärker 8 einen bestimmten Wert übersteigen, einen Impuls an den Zähler 10 geben und dabei eine Entfernung repräsentieren oder in eine Reihe von empfangenen Echos eingerechnet werden. Diese vom Zähler erfaßten Echos werden als die "akzeptierten" Echos bezeichnet.

Die Anordnung wird zweckmäßigerweise bei guter Sicht oder anderen geeigneten Sichtverhältnissen justiert, so daß man eine Bezugssichtweite erhält. Dabei sol^man Antwortsignale oder Echos mit vorzugsweise gleichen Amplituden erhalten.

Beim Aussenden eines Lichtigmpulses von der Strahlenquelle 1 z.B. erhält der Zähler 10 einen Startimpuls 12 von der Strahlenquelle 1, wonach der Zähler 10 die Anzahl empfangener Echos 11 mit ausreichend großer Amplitude zählt und anzeigt. Wenn der Zähler 10 z.B. drei Echos 11 mit einer Amplitude über dem bestimmten Wert registriert hat, so bedeutet, das, daß die Sichtweite mit einem gewissen im voraus bestimmten Kontrast mindestens dem Abstand zwischen der Lichtquelle 1 und dem Reflektor 4 gemäß Fig. 1 und 2 entspricht. Alternativ kann die Sichtweite

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mit Hilfe von Blockierungskreisen mit einer ersten und einer zweiten Blockierungsgrenze gemessen werden, wobei ein Reflektor nach dem anderen von den genannten Grenzen erfaßt und abgetastet wird.

Als Alternative zu der beschriebenen Anordnung kann man die empfangenen Antwortsignale 11 verschieden sein lassen und nach einer gewissen Funktion variieren. Vor dem Azeigen der Werte ™ ist es dabei zweckmäßig, die Signale 11 so zu behandeln, daß man ein gewünschtes und geeignetes Verhältnis zwischen den registrierten Werten der Sichtweite erhält.

Es ist möglich, Unregelmäßigkeiten innerhalb einer Meßstrecke zu ermitteln, z.B. ein Nebelfeld, indem man die Amplituden sämtlicher akzeptierter Echos registriert und/oder mittels eines Schreibers anzeigt, wobei sich Unregelmäßigkeiten hinsichtlich Lage und Ausmaß leicht erkennen lassen.

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Claims

Patentansprüche;

1A Anordnung zur Bestimmung der Sichtweite bei wechselnden Wetterverhältnissen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung aus einer Strahlenquelle (1), mehreren in verschiedener Entfernung von der Strahlenquelle angeordneten Reflektoren (2, 3, 4, 5) und einer Empfängereinheit (7) besteht, wobei nur eine optische Verbindung zwischen der genannten Strahlenquelle (1) und den Reflektoren (2, 3, 4, 5) bzw. zwischen den Reflektoren.(2, 3, 4, 5) und der Empfängereinheit (7) besteht, daß die genannte Strahlenquelle (1) in Richtung auf die genannten Reflektoren (2, 3, 4, 5) Licht ausstrahlt und die reflektierende Fläche und/oder das Refüscionsvermögen der Reflektoren (2, 3» 4, 5) und/oder die Verstärkung in der Empfängereinheit (7) so bemessen sind, daß bei einer gewissen Bezugssichtweite die Ausgangssignale des Verstärkers (8) in der Empfängereinheit (7) für die von sämtlichen Reflektoren (2, 3, 4, 5) empfangenen Echos (11) vorzugsweise gleich grc, sind, und daß die Empfängereinheit (7) nur solche Echos zählt, deren Größe einen bestimmten Schwellwert überschreitet.
2. Anord:-_ng nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoren (2, 3» 4, 5) im wesentlichen gleiches Reflexionsvermögen haben, während die reflektierende Fläche der Reflektoren (2 3» 4, 5) mit zunehmender Entfernung zwischen Strahlenquelle (1) und Reflektor (2, 3, 4, 5) zunimmt.

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3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reflexionsvermögen der Reflektoren (2, 3, 4, 5) mit zunehmendem Abstand zwischen Strahlenquelle (1) und Reflektor (2, 3, 4, 5) zunimmt.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung der Empfängereinheit (7) im Verhältnis zur Zeit unterschiedlich ist,
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Bnpfängereinheit (7) ein Organ (10) zum Zählen der Anzahl der von der Empfängereinheit (7) akzeptierten Echos (11) enthält und daß die dabei erhaltene Zahl ein Maß für die genannte Sichtweite bildet.
6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtquerschnitt der Strahlenquelle (1) die gesamte reflektierende Fläche sämtlicher Reflektoren (2, 3, 4, 5) beleuchtet.
7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenquelle (1) aus einem Lasersender besteht.
8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Echos (11), deren Amplitude einen bestimmten Wert überschreitet, von der Empfängereinheit (7) akzeptiert werden.

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9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplituden der genannten akzeptierten Echos (11) mittels eines äußeren Organs registriert und/oder angezeigt werden, wobei man Informationen über Unregelmäßigkeiten innerhalb der genannten Sichtweite erhalten kann.

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