FI115857B - Näkyvyysmittari - Google Patents

Description

1 115857 Näkyvyysmittari - Siktviddsmätare

Keksintö koskee lähettimellä ja vastaanottimella sekä tar-5 peellisilla optisilla välineillä ja tulkintalaitteilla varustettua näkyvyysmiitaria.

Tällaisiin näkyvyysmitareihin on periaatteellisesti asennettu ikkuna suojaamaan optiikkaa ja elektroniikkaa. Ikkunan li-10 kaantuminen on jatkuva ongelma. Nimenomaan lentoasemilla käy näkyvyyden luotettava määritys vaikeaksi lisääntyneistä lentokoneiden pakokaasuista tulevan likaantumisen johdosta.

Esillä oleva keksintö liittyy tähän ongelmaan. Yhdellä tai 15 useammalla ikkunalla ja ilmakehän läpivalaisijana tai valaisijana toimivalla vähintään yhdellä pääsädetiellä varustetussa näkyvyysmittarissa on ikkunat suunniteltu siten järjestetyiksi, että niissä on kulloinkin vähintään kaksi toistensa suhteen kulmassa olevaa tai kulmaan käännettävää osaa 20 ja niitä valaistaan lisänä olevalla lähetys- ja vastaanot-tosädetiellä. Tämä lisäsädetie toimii vertailusädetienä ikkunan likaantumisen määrittämiseksi. Lisädetiessä ei tapahdu mitään ilmakehän läpivalaisua. Ilmaisua lisäsädetie on tässä käytetty vain selityksenä tai erotuksena pääsädetiestä. Tämä ; , 25 ei tarkoita sitä, että välttämättä olisi samanaikaisesti oi- * t t tava järjestettynä pääsädetie ilmakehän läpivalaisemiseksi ja ; vertailusädetie ruudun likaisuuden määrittämiseksi. Pikemmin- : : : kin voidaan pääsädetien lähetys- ja vastaanottolaitteen kään- ' tämisellä käyttää sitä ruudun likaantumisen määritykseen.

30 Pääsädetien kääntämisen asemesta on mahdollista myös tämän : : sädetien ruutujen kääntäminen. Tämä riippuu pelkästään siitä, että ilmakehän läpivalaisu ja vertailumittaus ruudun likaan-tumisen määrittämiseksi tapahtuu samanaikaisesti tai ajalli-sesti peräkkäin.

·*· 35 *. : : Havainnollistamisen vuoksi viitataan kuvioon 1. Ikkuna koos- »· » tuu toisiinsa nähden kulmassa olevista osista 1, 2. Pääsäde 3 tulee lähettimestä ja läpivalaisee ilmakehän. Tässä esi- I · 2 1 1 5857 merkissä vastaanotetaan ilmakehästä takaisinsironnut säde 4. Pääsäteen 3 lähettimen tai vastaanottimen 4 käännöllä tulee pääsäde vertailusäteeksi 5. Ikkunan kulmassa olevien osien 1 ja 2 välisen kulman suhteen tulee sen vain mahdollistaa lä-5 pisäteily vertailusäteen suunnassa. Osien 1 ja 2 välinen kulma asetetaan sopivaksi geometrisista tosiasioista, kuten esimerkiksi lähettimen ja vastaanottimen koosta riippuen.

Osat 1 ja 2 on sijoitettu pääsäteille 3 ja 4 parhaiten siten, että l:n ja 3:n välinen kulma vastaa 2:n ja 4:n välistä 10 kulmaa. Siten varmistetaan, että kummankin ikkunan kerrostu mat tulevat sekä lähetetylle että vastaanotetulle säteelle valaistuksi samassa kulmassa. Edelleen on l:n ja 5:n välinen kulma parhaiten yhtä suuri kuin l:n ja 3:n välinen kulma. Vastaava pätee myös osaan 2. Edelleen on edullista, että 15 vertailusäde 5 valaisee toistensa suhteen kulmassa olevissa osissa 1 ja 2 oleellisesti samat pinnat kuin pääsädetiet 3, 4.

Eräässä edullisessa suoritusmuodossa on pääsädetien viereen 20 sijoitettu vertailusädetie. Tällöin ovat ikkunan kulmittain olevat osat suunnattu pääsäteen ja vertailusäteen kulman halkaisijalle. Vertailusäteellä on myös oma lähetin ja oma vastaanotin.

25 Erään seuraavan edullisen suoritusmuodon mukaisesti on sekä • lähetetylle että vastaanotetulle pääsäteelle kulloinkin jär-jestetty kulmaan taitetuilla osilla varustettu ikkuna. Täl- V · löin on kussakin ikkunassa oma vertailusädetie. Siitä on se etu, että kummankin ikkunan väliin voidaan sijoittaa himmen-: 30 nin, millä vältetään kulmaan taitettujen osien välinen opti- nen ylikuuluminen.

3 115857 suodatin, joka laskee kapeakaistaisesti läpi vain vertai-lusäteen aallonpituuden. Pääsäde kulkee tällöin lähettimen puoleisesti yhden kulmassa olevan osan läpi ja vastaanottimen puoleisesti toisen kulmassa olevan osan läpi.

5 Pääsäde lähetetään parhaiten näkyvän valon alueella, kun taas vertailu on infrapunaisen säteilyn alueella.

Erään seuraavan edullisen rakennemuodon mukaisesti on ikku-10 nan kulmaan taitettujen osien välinen kulma 90 astetta.

Erään erityisen suoritusmuodon mukaisesti sovitetaan pääsä-detie siten, että saadaan kokonaisuudessaan havaituksi kulmaan taitettujen osien tehollisten pintojen kokonaislikaan-tuminen.

15

Keksintöä selitetään lähemmin kuvioissa 2 ja 3 esitettyjen rakenne-esimerkkien yhteydessä.

Kuviossa 2 tarkoittaa: 20 21) Päälähettimen valokeilaa 22) Päävastaanottimen näkökenttää 23) Optiikalla varustettua verta i 1 ui ähet intä, aallonpituus 870 nm, voimakkuus säädetty ja moduloitu 24) Vertailivastaanotintä jossa on optiikka, valodiodi, sig- 25 naalin käsittely * · · • ·* 25) Optiikalla varustettu päälähetintä, aallonpituus 650 nm, :·· ’ voimakkuus säädetty ja moduloitu V * 26) Päävastaanotintä varustettuna optiikalla, optisella ka- peakaistasuodattimel1a (27), valodiodilla ja signaalin : : : 30 käsittelyllä 27) optista kapeakaistasuodat intä, 650 nm 28) Lähettimen puoleisia laiteruutuja sijoitettuna 90° kul- » * maan 29) Optista kapeakaista- tai päi vänval osuodat intä, 870 nm 35 210) Vertai lumittaussädettä : 211) Vastaanottimen puoleisia laiteruutuja sijoitettuna 90° • · kulmaan 212) Lähettimen puoleista kotelonosaa, vastaanotinpuolesta 4 115857 täysin optisesti eristetty. Ei optista ylikuulumista, ainoa yhteys suodattimen 29) kautta aallonpituudella 2 870 nm 213) Vastaanottimen puoleista kotelonosaa, optisesti täysin 5 lähetyspuolesta eristetty

Kuviossa 3 tarkoittaa: 31) Päälähettimen valokeilaa 32) Päävastaanottimen näkökenttää 10 33) Optiikalla varustettua vertailulähetintä, voimakkuus säädetty ja moduloitu 34) Vertailuvastaaotintä varustettuna optiikalla, valodio-dilla ja signaalin käsittelyllä 35) Optiikalla varustettua päälähetintä, voimakkuus säädetty 15 ja moduloitu 36) Päävastaanotintä varustettuna optiikalla, valodiodilla ja signaalin käsittelyllä 37) Lähettimen puoleista laiteruutua sijoitettuna pääsäteen suunnan suhteen 45° kulmaan 20 38) Vertailumittaussädettä 39) Vastaanottimen puoleista laiteruutua sijoitettuna pääsä-teen suunnan suhteen 45° kulmaan 310) Tyypillisesti sijoitettuja vastakkain olevia, täysin samanlaisen rakenteen omaavia laiteosia 25 Kummankin laiteosan välinen etäisyys tyypillisesti 50m • · t • · j | tai 75 m i *. : J * ♦ * Kuvion 4 kaaviollisessa esityksessä tarkoittavat merkinnät: T = atmosfääristä siirtoa (haettua suuretta) •· j 30 Tl = Ensimmäisen mittausvälin siirtomittausta (käsittää Sl:n ja S2:n) T2 = Toisen mittausvälin siirtomittausta (käsittää S3:n ja S4: n) » * ·;· SI Ruutujen 1, 2, 3, 4 ruudun 1 ikaantumisarvo 35 S2 « 53 * · 54 VI = S2 · S4 = Likaantumismitaus 1 5 115857 V2 = Si · S3 = Likaantumismittaus 2 Nämä arvot Ti, T2, Vi ja V2 mahdollistavat nyt ruudun likaantumisen laskemisen. Tuloksena on jännite, joka vastaa 5 todellista siirtoa T.

Seuraavat matemaattiset riippuvuudet vahvistavat edellä olevaa väitettä:

Tl = T SI · S2:sta ja T2 = T · S3 · S4:stä seuraa 10 I Tl · T2 I Ti · T2 T = I ------------ = f ------------

Si- S2· S3· S4 VI · V2 15 Siirtomittausarvoina tai ruudun 1ikaantumisarvoina käytetään kulloinkin vastaavan vastaanottimen normitettuja jännitear-voja. Kalibrointi tapahtuu mahdollisimman ihanteellisissa näkyvyysolosuhteissa. Atmosfäärinen siirto on tällöin välittömästi luettavissa keksinnön mukaisella laitteella ruudun 20 likaantumisesta riippumatta.

• ♦ · « I » • » · • » 1 „Y 25 • » « • · * » 1 V 1 t I i I » » I I • » · * » · i 30 » · » 1 » t 1 I « I i I 1 I i · 35 » • · » 1

Claims (2)

6 11 S8S7

1. Ainakin yhdellä vertailusäteellä ja ainakin yhdellä 5 pääsädetiellä varustettu näkyvyysmittari, jossa V-muotoinen ikkuna on järjestetty kunkin lähetetyn ja vastaavasti vastanotetun pääsäteen eteen, tunnettu siitä, että: - kussakin tapauksessa lähetetty pääsäde poistuu V-10 muotoisen ikkunan yhden haaran läpi ja kussakin tapauksessa vastaanotettu pääsäde tulee jälleen sisään saman V-muotoisen ikkunan toisen haaran läpi, - kukin vertailusäde muodostetaan siten, että kullekin 15 ikkunalle se ei läpäise pelkästään lähetetyn pääsäteen linssialuetta vaan myös vastaanotetun pääsäteen linssialueen.

2. Näkyvyysmittari, jossa on vertailusäde ja pääsädetie, 20 jossa V-muotoinen ikkuna on asetettu lähetetyn pääsädetien ja vastaavasti vastaanotetun pääsädetien eteen, tunnettu siitä, että * · - ikkunat on sovitettu vierekkäin toisiinsa nähden ja ’ 25 niillä on likimain sama suuntaus, : - lähetetty pääsäde poistuu V-muotoisen ikkunan yhden | haaran läpi, • - vastaanotettu pääsäde tulee seuraavan ikkunan toisen • · « · haaran läpi, • * t 30. vertailusädettä käytetään molemmille ikkunoille, , ( jolloin käytetään vertailusäteen aaltopituuden • · · ·’·! : suodattimena varustettua seinää ikkunoiden välillä ja tämä aallonpituus eroaa lähetetyn pääsäteen .·, ; aallonpituudesta, 35. vertailusäde muodostetaan siten, että se läpäisee • t *;· molempien ikkunoiden molemmat haarat. • * ' • * * • · 7 115857