DE2401906A1

DE2401906A1 - Geraet zum anzeigen der strahldurchlaessigkeit eines dem geraet umgebenden luftraumes, insbesondere sichtmesser

Info

Publication number: DE2401906A1
Application number: DE2401906A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Lennart
Original assignee: Satt Elektronik AB
Current assignee: Satt Elektronik AB
Priority date: 1973-01-18
Filing date: 1974-01-16
Publication date: 1974-09-12
Also published as: FR2214897A1; CA996769A; GB1459928A; US3901812A; DE2401906C3; DE2401906B2; SE369964B; FR2214897B3

Description

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Gerät zum Anzeigen der Strahldurchlässigkeit eines

dem Gerät umgebenden Luftraumes, insbesondere Sichtmesser

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Anzeigen der Strahldurchlässigkeit des dem Gerät umgebenden Luftraumes, insbesondere Sichtmesseri Grundsätzlich Jcönnen Sichtmesser, wie die meisten Messgeräte, so ausgelegt sein, dass sie entweder innerhalb eines gewählten Messgebietes eine Indikation eines gemessenen aktuellen Werts der gemessenen Grosse oder eine Indikation eines bestimmten Schwellenwerts des Messergebnisses geben. Sichtmesser, die dazu verwendet werden, um zu bestimmen ob die Sicht durch Luft oberhalb oder unterhalb eines vorausbestimraten Wertes ist, bei dem aus verkehrstechnischen Ursachen irgendeine Massnahme zu treffen ist, wird oft "Mistdetektor¹¹ genannt. Die Erfindung bringt insbesondere bei solchen Sichtmesser,die über ein gewähltes Messgebiet eine

erhebliche Vorteile Direktanzeige der gemessenen Grosse, die Sicht, gibt /-jedoch ist sie auch wegen der bei Verwendung derselben erreichbaren Messgenäuigkeit-ffiit Vorteil auch für Mistdetektoren derjenigen Art zu verwenden, bei der bei einem gewählten Wert der Sicht automatisch oder anderswie eine Massnahme zu treffen ist, beispielsweise Ein- oder Ausschaltung einer Mistwarnung oder dergleichen für die Seefahrt.

Sichtmesser sind bekannt, bei denen für die Messung das Licht einer örtlichen Lichtquelle verwendet wird und die Intensität des auf eine Photodiode aus der umgebenden Atmosphäre

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zurückgeworfenen Lichts gemessen wird, wobei zur Beseitigung der Einwirkung von irrelevanter Strahlung eine modulierte Strahlung für das Messen verwendet wird.

Ein bekannter Mistdetektor dieser Art, der eine im . wesentlichen zuverlässige Wirkung hat, weist Mittel zur Erzeugung eines IntensitätsvergleichsignaQs auf, das vom Sender unmittelbar auf den Empfänger übertragen wird und in einer vorausbestimmten Grössenverhältnis zu der vom Sender ausgesändten Strahlung steht und in Gegenphase zur letztgenannten Strahlung und damit auch zu der nach Reflektion in der Umgebung in den Empfänger entfangenen Teil der vom Sender ausgesandten Strahlung moduliert ist.

Das Auftreten von Nebel wird durch Vergleich zwischen dem Intensitätsvergleichsignal und dem aus reflektierter Strahlung herrührende Signal, dem Messignal, in einem Diskriminator festgestellt, dessen Ausgangssignal für die Grosse und das Zeichen des Unterschieds zwischen Vergleichssignal und Messsignal kennzeichnend ist. Dabei ist das Gerät in einer zum Festellen eines gewissen Schwellenwerts der Sicht geeignete Ausführung so ausgelegt, dass ein zum Anzeigen oder Steuern verwendbares Ausgangssignal des Diskriminator beim Uebergang des Messsignals von einem niedrigeren in einem höheren Wert als das des Vergleich- signals, oder umgekehrt, abgegeben wird.

Zur Erhöherung der Betriebssicherheit eines derartigen Sichtmessers ist vorgeschlagen worden (schwedische Patentschrift 350 838) dass der Hauptstrahl des Senders und der Vergleichstrahl mittels zwei getrennte, aus Lumineszenzdioden gebildeten Lichtquellen, aus denen die eine in den Raum ausserhalb des Mistdetektors einen bei Nebel reflektierte Strahlung verursachenden

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Hauptstrahl aussendet und die andere den Intensitätsvergleichsignal erzeugt, wobei eine das Eingangssignal des Empfängerteils des Mistdetektors erzeugende Photodiode so angeordnet ist, dass sie sowohl von dem Vergleichsstrahl als von der von dem Hauptstrahl herrührenden Strahlung, die bei Gegenwart von Nebelteilchen zurückgeworfen wird, beeinflussbar ist» Auch bei diesem Gerät werden die zwei Lichtquellen so getrieben, dass sie Lichtimpulsfolgen abgeben, deren Impulse gegen einander phasenverschoben sind und deren Frequenz von einem Oscillator bestimmt ist.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist einen Fortschritt bei der zuletzt beschriebenen Vorrichtung zu schaffen, durch den ein. gewisser auf Stabilitätsverhältnisse in Bezug auf die dort verwendeten Lumineszenzdioden zurückzuführender Mangel im wesentlichen behoben werden kann. Desweiteren ermöglicht die Erfindung, dass eine Einstellung eines für die Vergleichsmessung erforderlichen Verhältnisses zwischen die Intensitäten des Hauptstrahls und des Vergleichstrahls, die bei der bekannten Ausführung beispielsweise mit einem stellbaren Graukeil zustandegebracht wird, ganz im Wegfall kommt, in dem ein automatisches Konstanthalten dieses Verhältnisses der Erfindung zu Grunde liegt, was auch den weiteren Vorteil bringt, dass, wenn das Gerät nicht ausschliesslich für die Indikation eines gewissen Schwellenwerts zu verwenden ist, in einfacher Weise eine Indikation des Werts der Grosse "Sicht" innerhalb eines gewählten" Messumfanges, für den der Sichtmesser zu verwenden ist, darstellbar ist.

Nach der vorliegenden Erfindung hat ein Sichtmesser der oben beschriebenen Art, sei er als einen sichtwertangebenden Sichtmesser oder als einen sichtschwellenwertanzeigenden Mistdetektor ausgelegt, hat Kennzeichen die aus den beigefügten

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Patentansprüchen hervorgeht.

Die Erfindung ist im folgenden näher an Hand der beigefügten Zeichnung beschrieben, die ein Ausführungsbeispiel derselben schematisch darstellt.

Die in der dargestellten Sichtmesser enthaltenen elektronischen Sehaltmittel sind, da sie Schaltkreise enthalten, die an sich wohl bekannt sind und die vom Fachmanne mit Leitung deren angegebenen Zweck leicht in geeigneter Form ausgelegt werden können, in Blockform gezeigt.

Wie der Eingangs kurz beschriebenen, bekannten Mistdetektor besitzt der auf die Zeichnung dargestellte Sichtmesser zwei getrennte, aus Lumineszenzdioden gebildete Lichtquellen, aus denen die eine, die Lumineszenzdiode 1, so angeordnet ist, dass von derselben herrührendes Licht, das den Hauptstrahl T des Sichtmessers bildet, in die den Sichtmesser umgebende Atmosphäre, in der die Sicht zu messen ist, Strahlt, und die zweite, die Lumineszenzdiode 2, einen Lichtstrahl, den Intensitätsvergleichstrahl I, auf eine Photodiode 3 wirft, die einen Eingangssignal zum unten näherer beschriebenen Empfängerteil R erzeugt und die so eingerichtet ist, dass sie auch eine von dem Hauptstrahl herrührende Strahlung B, die wenn Nebel in dem vom Hauptstrahl bestrahlten Raum vorhanden ist, durch den Nebelteilchen zurückgeworfen werden, empfangen kann.

In der dargestellten Ausführung läuft die Strahlung der Lumineszenzdiode 2 an die Photodiode 3 durch dieselben, an sich in einem Gerät dieser Art erforderlichen Schutzgläser, die ein Fenster 6 für die nach Aussen verlaufende Strahlung und ein Fenster

aufweist 7 für die einlaufende Strahlung /sodass eine Verschmutzung des

Schutzglases im wesentlichen dieselbe Einwirkung auf Hauptstrahl

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und Vergleichsstrahl hat. Das Licht von der Lumineszenzdiode 2 verläuft somit über ein optisches System 8, das Fenster 6 und Spiegel oder Prismen 9 und 10 durch das Fenster 7 und ein optisches System 11 an. die Photodiode 3.

Der Hauptstrahl T verläuft über ein optisches System 12 in die umgebende Atmosphäre hinaus, in der Teilchen P ein von dem Hauptstrahl herrührendes reflektiertes Licht B verursacht, das.. nachdem es das Fenster 7 und das optische System 11 durchgelaufenist, auf die Photodiode 3 trifft.

Die zwei Lumineszenz dioden 1 und 2 werden in Gegentakt getrieben,oder jedenfalls mit gegenseitiger Phasenverschiebung, mit einer gewählten,· von einem Treiboscillator 12 des Sendertei3s S des Sichtmessers bestimmten Frequenz, die unter Berücksichtigung der für Sichtmesser und Sicht detektoren bekannten Prinzipien derart gewählt ist, dass Störungen von Fremdlicht und andere Störquellen möglichst vermieden werden.

Für das Speisen der Lumineszenzdioden 1 und 2 sind Triebkreise 13 bzw. 1V vorhanden, deren Steuereingänge 15 bzw. 16 an Ausgänge eines den zwei Triebkreisen in Gegentakt speisenden Modulators 17 angeschlossen sind. In der gezeigten Ausführung ist der Eingang 18 des Modulators an den Ausgang des genannten Oscillators 12 angeschlossen.

In der dargestellten Ausführung wird das von der Photodiode 3 erzeugte Signal, das zum Teil vom Vergleichsstrahl I der Lumineszenzdiode 2, zum Teil von gegebenenfalls vorhandener, aus der umgebenden Atmosphäre zurückgeworfener Strahlung B des Hauptstrahls T aufgebaut ist, in einem Verstärker 19 verstärkt und einem Eingang 20 eines Diskriminator 21 zugeführt'. Dieser Diskriminator.ist in bekannter Weise beispielsweise derart ge-

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schaltet, dass er über Ausgänge 22 und 23 Ausgangs!gnale in Abhängigkeit der gegenseitigen Phasenlage beziehungsweise Amplitude der von den betreffenden Lichtquellen herrührenden Schwingungen des von dem Verstärker 19 zugeführten Signals. Da die Phasenlage der dem Diskriminator 21 von dem Verstärker 19 zugeführteri Schwingung von dem Grössenverhältnis zwischen den die Photodiode 3 auftreffenden Strahlungen B und I, ist der Charakter des Ausgangssignals des Diskriminators davon abhängig, ob die aus der umgebenden Atmosphäre herrührende Strahlung B an die Photodiode 3 eine grössere bzw. kleinere Intensität oder dieselbe Intensität hat, als der Vergleichstrahl I. In dem dargestellten Fall wird das Ausgangssignal des Diskriminators 21 zur Betätigung eines Steuerorgans 2h- verwendet, das über einen Intensitätssteuereingang 25 des Triebkreises h der Lumineszenzdiode 2 die Strahlungsintensität dieser Lumineszenzdiode einem solchen Wert beibringt, dass ein vorausbestimmtes Verhältnis zwischen Strahlung B und Strahlung I an der Photodiode 3, beispielsweise gleiche Strahlungsintensität, vorliegt, wobei das Steuerorgan 2h, durch das Signal des Diskriminators 21, die Strahlung der Lumineszenzdiode 2 bei der betreffenden Intensität hält.

Ändert sich die Sicht, und damit die auf die Photodiode 3 auftreffende Strahlung B, entsteht eine entsprechende Änderung der Intensität der von der Lumineszenzdiode 2 abgegebene Strahlung in Abhängigkeit der Intensität der Strahlung B durch Steuern in der aus Photodiode 3?Verstärker 19, Diskriminator 21, Steuerorgan 2¹+, Triebkreis 1¹+, Lumineszenzdiode 2 und Lichtstrahl I gebildeten Schleife.

Das Steuerorgan 2h bildet somit in dieser Schleife einen vom Diskriminator gesteuerten Servoorgan, das grundsätzlich und

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vorzugsweise elektronisch ausgebildet ist, in Form eines ein Intensitätssteuersignal an dem vom Modulator 17 Impulsgesteuerten Triebkreis 1*f abgebenden Verstärkers, das jedoch auch ein mechanisches Servoorgan bilden kann.

Eine für die Wirkung des Diskriminator 21 erforderliche Referenzfrequenz wird dem Diskriminator vom Modulator I7 an einem Eingang 26 zugeführt.

Bei der so weit beschriebenen Vorrichtung stellt sich die Intensität der Strahlung der Lumineszenzdiode 2 (die Strahlung I) automatisch auf einen Wert ein, der sowohl von der Intensität der Strahlung T der Lumineszenzdiode .1 als von einem Faktor, der die ■ Grosse des Teils der Strahlung T, der nach Reflektion in der umgebenden Atmosphäre auf die Photodiode 3 zurückgeworfen wird entspricht,direkt abhängig ist, wobei dieser Faktor ein repräsentatives Mass der Sicht darstellt.

Damit kann auch ein für die Sicht repräsentatives Wert · als den Quotient der Intensitäten der Lumineszenzdioden 1 und 2, wenn die obengenannte Steuerschleife in Gleichgewicht ist, erhalten werden. Da Veränderungen der Sicht verhältnismässig langsamt vor sich gehen, ist es bei geeigneter Wahl der Zeitkonstanten der Kreise nach dem Fachmanne wohl bekannten Grundsätzen möglich, ein repräsentativer Wert der Sicht in Form einer Indikation des Quotienten zwischen den Intensitäten der Lumineszenzdioden 1 und 2 darzustellen.

Zur Bildung dieses Quotienten ist für jede Lumineszenzdiode 1 und 2 eine Photodiode 31 bzw. 32 vorhanden, welche die Intensitäten der. betreffenden Lumineszenzdioden messen und deren Ausgangsignale einem Vergleichkreise 33 ^zur Messung der Intensitäten

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wonach <«*

zugeführt werden, . / die gemessenen Werte eine' Divisionskreis 3¹+ zugeführt werden, der die von dem Vergleichskreis 33 erhaltenen Spannungen, die den Intensitäten des Hauptstrahls bzw. des Vergleichsstrahls analog sind, dividiert und der an einem Messinstrument 35 eine Ausgangsspannung abgibt, die dem Quotienten analog ist und damit einen für die Sicht repräsentativen Wert darstellt. Das Instrument 35 kann dabei unmittelbar in meteorologischer Sicht "geeicht sein.

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Claims

Patentansprüche

1J Siehtmesser, bestehend aus einem einen Lichtstrahl erzeugender ""Lichtquelle (1) enthaltenden Sender um in ein Gebiet, in dem die Sicht zu messen ist, modulierte Strahlung in Form eines Hauptstrahls (T) hinauszustrahlen und einem eineStrahlung empfangendes Organ (3) aufweisenden Empfänger zum Empfang eines Teils der vom Sender mit dem Hauptstrahl in das genannte Gebiet· abgegebenen Strahlung nach Reflektion solcher Strahlung in der umgebenden Atmosphäre sowie Mittel (2, 8-11) zur Erzeugung eines Intensitätsvergleichstrahls, der vom Sender unmittelbar auf den Empfänger

übertragen wird und gegenüber der vom Sender ausgesandten Strahlung

ausser Takt moduliert ist, und Mittel zum Vergleich der Intensität der reflektierten Strahlung und der Intensität des Vergleichstrahls, wobei der Hauptstrahl und der Vergleichstrahl Mittels zwei getrennten Lichtquellen (1 und 2) erzeugt werden, gekennzeichnet durch Mittel (21-25) zum Verändern der von wenigstens einer der zwei genannten Lichtquellen (1 und 2) des Senders entsprechend einer von dem Vergleichsmittel ermittelten Abweichung des Verhältnisses zwischen der Intensität der reflektierten Strahlung (B) und der Intensität der durch den Ver.-gleichsstrahl an den Empfänger übertragenden Strahlung (I) von einem im voraus bestimmten Wert zur Zurückführung des genannten Verhältnisses zu dem genannten Wert, Mittel (31?32) zur Messung der genannten Strahlungsintensitäten, sowie Mittel (33-35) zum Erzeugen einer Indikation der Sicht in Abhängigkeit des Verhältnisses zwischen den gemessenen Strahlungsintensitäten.
2. Sichtmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Vergleichstrahl erzeugende Lichtquelle (2) diejenige Lichtquelle ist, deren Strahlungsintensität bei einer Veränderung des Verhältnisses zwischen den genannten Strahlungsintensitäten von dem im "voraus bestimmten Wert geändert wird.

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