FR2866116A1

FR2866116A1 - DEVICE AND METHOD FOR MEASURING ATMOSPHERIC TRANSMISSION AND DETERMINING WEATHER VISIBILITY

Info

Publication number: FR2866116A1
Application number: FR0501189A
Authority: FR
Inventors: Stefan Engel; Klaus Heyn
Original assignee: Vaisala GmbH
Current assignee: Vaisala GmbH
Priority date: 2004-02-09
Filing date: 2005-02-07
Publication date: 2005-08-12
Anticipated expiration: 2025-02-07
Also published as: AU2009201367A8; GB2410795A; DE102004006961B3; JP4099485B2; AU2009201367A1; GB0502686D0; JP2005227281A; AU2005200531C1; AU2009201367B2; RU2356031C2; AU2005200531B2; FR2866116B1; RU2005103269A; GB2410795B; AU2005200531A1

Abstract

Le dispositif comporte une unité d'émission et une unité de réception qui sont fixées chacune sur une structure tubulaire de support constituée d'un tube intérieur (5) portant et d'un tube extérieur (6) entièrement désaccouplé mécaniquement et protégeant le tube intérieur. Sur le tube intérieur sont placées toutes les unités nécessaires à la mesure, responsables en particulier de l'orientation optique de l'unité d'émission et de l'unité de réception. Sur le tube extérieur sont placés tous les éléments de structure dont la position peut varier du fait du poids propre, de la force du vent ou du rayonnement solaire unilatéral. Devant l'unité d'émission et devant l'unité de réception sont disposées des vitres positionnées en V, à 90° l'une par rapport à l'autre, pour protéger les composants optiques et électroniques contre un encrassement et à chaque ensemble de vitres en V est associé son propre dispositif de mesure de la transmission pour la mesure de la transparence, lequel détermine le degré d'encrassement des vitres.The device comprises a transmitting unit and a receiving unit which are each fixed on a tubular support structure consisting of an inner tube (5) carrying and an outer tube (6) completely mechanically uncoupled and protecting the inner tube. . On the inner tube are placed all the units necessary for the measurement, responsible in particular for the optical orientation of the transmitting unit and the receiving unit. On the outer tube are placed all the structural elements whose position may vary due to the own weight, the force of the wind or the unilateral solar radiation. In front of the transmitting unit and in front of the receiving unit are placed panes positioned in a V, at 90 ° to each other, to protect the optical and electronic components against soiling and at each set of V-shaped panes is associated with its own transmission measurement device for measuring transparency, which determines the degree of soiling of the panes.

Description

L'invention concerne un dispositif et un procédé pour mesurer laThe invention relates to a device and a method for measuring the

transmission atmosphérique et déterminer la visibilité météorologique, ceci étant utilisé en particulier sur les pistes d'atterrissage. atmospheric transmission and determine meteorological visibility, this being used in particular on runways.

L'unité d'émission de lumière et l'unité de réception de lumière des transmissomètres se font face à une distance fixe, dite longueur de base de mesure. En raison de la plage de mesure de la visibilité, exigée pour le trafic aérien, il en résulte des longueurs de base de mesure standard caractéristiques de 50 m et plus, pour pouvoir convertir les résultats de la mesure de la transmission en distances de visibilité lo correspondantes avec une tolérance d'erreur. The light emitting unit and the light receiving unit of the transmissometers face a fixed distance, referred to as the measurement base length. Due to the measurement range of visibility, required for air traffic, this results in standard measurement base lengths of 50 m and over, to convert the results of the transmission measurement into visibility distances lo corresponding with an error tolerance.

On connaît aussi des formes de réalisation qui combinent une unité d'émission de lumière/unité de réception combinées avec une unité de réflexion sur une longueur de base. La lumière de l'émetteur traverse ici deux fois le parcours. Also known are embodiments that combine a light emission unit / receiver unit combined with a reflection unit over a base length. The light of the transmitter crosses here twice the course.

Dans chaque cas, les deux parties d'appareil citées sont construites sur des structures de support appropriées, afin de réaliser la hauteur nominale de la mesure avec 2,5 m au-dessus de la surface de la piste d'atterrissage. Pour des raisons de stabilité de l'orientation optique, ces structures de support sont généralement fixées sur des socles massifs en béton. In each case, the two device parts mentioned are built on appropriate support structures, in order to achieve the nominal height of the measurement with 2.5 m above the surface of the runway. For reasons of stability of the optical orientation, these support structures are generally fixed on solid concrete bases.

Pour obtenir la totalité de la plage de mesure de visibilité exigée pour la catégorie la plus haute en trafic aérien (CAT IIIb), on combine habituellement entre elles deux longueurs de base de mesure différentes. Une base dite courte supplémentaire (longueur de base de mesure de 10 m à 15 m) fournit les valeurs de mesure pour la plage de distance de visibilité très réduites (< 100 m) qui ne peuvent plus être générées avec une tolérance d'erreur pour les longueurs de base de mesure standard (50 m à 100 m). On combine habituellement un émetteur de lumière avec deux récepteurs de lumière; on connaît aussi des agencements avec dispositif d'émission /réception de lumière et deux systèmes réfléchissants. To obtain the full range of visibility required for the highest category in air traffic (CAT IIIb), two different basic measurement lengths are usually combined. An additional short base (measuring base length 10 m to 15 m) provides measurement values for the very small range of visibility distances (<100 m) that can no longer be generated with an error tolerance for standard measurement base lengths (50 m to 100 m). A light emitter is usually combined with two light receivers; arrangements are also known with light emission / reception device and two reflecting systems.

On connaît en outre des transmissomètres dits à base longue avec des longueurs de base de mesure allant jusqu'à 300 m, qui sont utilisés en particulier pour la plage de mesure de visibilité allpnt jusqu'à 10 km. Also known are long-base transmissometers with base lengths of measurement up to 300 m, which are used in particular for the range of visibility allpnt up to 10 km.

Pour exclure des influences dues à la lumière ambiante, la lumière de l'émetteur est modulée en intensité, le récepteur de lumière réagit de préférence à la lumière incidente avec la modulation connue. To exclude ambient light influences, the emitter light is intensity modulated, the light receiver preferably responds to the incident light with the known modulation.

Cette modulation peut s'effectuer de manière périodique ou par impulsions. Comme sources de lumière on connaît de préférence des sources halogènes à modulation mécanique (mécanisme chopper) ou à très basse fréquence de modulation, des lampes flash à xénon pulsées à basse fréquence, mais aussi des diodes luminescentes infrarouges et des sources de lumière laser. This modulation can be carried out periodically or in pulses. As light sources, it is preferable to use halogen sources with mechanical modulation (chopper mechanism) or at very low frequency modulation, low-frequency pulsed xenon flash lamps, but also infrared light-emitting diodes and laser light sources.

A partir du résultat de la mesure de la transmission atmosphérique, on calcule, en prenant pour base un seuil de contraste, la visibilité météorologique MOR (Meteorological Optical Range) de la façon suivante: MOR (m) = (In K*B)/In T où K = 0,05 (seuil de contraste à 5 %), B = la longueur de base de mesure en mètres et T = la transmission atmosphérique normalisée. From the result of the measurement of the atmospheric transmission, the meteorological visibility MOR (Meteorological Optical Range) is calculated on the basis of a contrast threshold as follows: MOR (m) = (In K * B) / In T where K = 0.05 (contrast threshold at 5%), B = the base length of measurement in meters and T = the normalized atmospheric transmission.

Etant donné que la mise en place, la mise en service et le fonctionnement d'un transmissomètre présentent de nombreux aspects individuels problématiques qui peuvent être difficilement maîtrisés, et du fait que la précision de la mesure des transmissomètres est réduite de manière indésirable par différents facteurs ambiants, on connaît différents moyens pour simplifier la mise en place et/ ou la mise en service ainsi que pour réduire les facteurs ambiants indésirables qui agissent sur le transmissomètre. Since the establishment, commissioning and operation of a transmissometer have many problematic individual aspects that can be difficult to control, and because the accuracy of the measurement of transmissometers is undesirably reduced by various factors. In the ambient, various means are known for simplifying the installation and / or commissioning as well as for reducing the undesirable ambient factors that act on the transmissometer.

Etant donné que l'émetteur de lumière et le récepteur de lumière sont placés sur des socles en béton séparés, on ne peut éviter dans un premier temps une orientation optique précise. Les écarts individuels de mise en place et de réalisation sont compensés ici par l'orientation. Since the light emitter and the light receiver are placed on separate concrete bases, a precise optical orientation can not be avoided at first. The individual deviations of implementation and realization are compensated here by the orientation.

Même les socles en béton les plus massifs ne garantissent pas que leur position réciproque reste toujours exactement inchangée. Or chaque dérive des socles en béton entraîne une dérive de l'orientation optique, ce que l'on observe fréquemment dans la pratique, et entraîne donc forcément des erreurs de la mesure de la visibilité, lesquelles sont identiques à celles qui sont dues à l'encrassement des surfaces optiques extérieures. Pour cette raison, il faut régulièrement contrôler l'orientation et éventuellement la corriger. On a recours ici à des moyens auxiliaires optiques qui sont placés dans le parcours des rayons afin de vérifier la qualité de l'orientation. Pour cela, il faut généralement interrompre la mesure. Dans chaque cas des interventions sur l'émetteur de lumière et le récepteur de lumière sur le lieu d'installation sont nécessaires, elles prennent du temps et gênent éventuellement le trafic aérien. Une autre source d'erreur est constituée par l'encrassement des surfaces optiques extérieures, qu'il faut reconnaître puis compenser ou éliminer par des moyens appropriés. Even the most massive concrete bases do not guarantee that their mutual position remains exactly unchanged. However, each drift of the concrete bases leads to a drift of the optical orientation, which is frequently observed in practice, and therefore inevitably leads to errors in the visibility measurement, which are identical to those due to the clogging of the outer optical surfaces. For this reason, it is necessary to regularly control the orientation and possibly to correct it. Optical auxiliary means are used here which are placed in the path of the rays in order to check the quality of the orientation. For this, it is usually necessary to interrupt the measurement. In each case interventions on the light emitter and the light receiver at the place of installation are necessary, they take time and possibly hinder the air traffic. Another source of error is clogging of the outer optical surfaces, which must be recognized and then compensated or eliminated by appropriate means.

Ces surfaces optiques extérieures sont exposées à un encrassement continu qui, même lorsqu'il est faible, réduit la transparence des vitres des appareils et entraîne des erreurs de mesure considérables de la visibilité, en particulier à l'extrémité supérieure de la plage de mesure. These external optical surfaces are exposed to continuous clogging which, even when it is low, reduces the transparency of the equipment windows and causes considerable measurement errors in visibility, especially at the upper end of the measuring range.

Outre le nettoyage des vitres des appareils qui est régulièrement nécessaire et qui doit habituellement être exécuté fréquemment, on connaît différents moyens de structure pour réduire cet encrassement et le travail d'entretien massif qui en résulte. Par exemple, on a recours à des volets qui ne dégagent les surfaces optiques extérieures que de temps à autre, pendant que le système procède à une mesure. Cette méthode a pour inconvénient des pièces déplacées en permanence à l'extérieur, le risque d'une défaillance complète dans le cas d'un défaut du volet et une séquence réduite des mesures lorsque la technique doit atteindre une réduction sensible de l'encrassement. Les formes de réalisation de ce type ne sont presque plus utilisées dans la pratique. Le brevet US 4432649 décrit un mécanisme de ce type pour des éléments pouvant pivoter à l'intérieur du faisceau des rayons. Des capots de protection contre les intempéries font partie de l'équipement standard et Io se trouvent dans pratiquement toutes formes de réalisation. L'effet de protection de ces capots dépend essentiellement de leur étendue devant les surfaces optiques extérieures. La longueur des capots de protection contre les intempéries est toutefois limitée par le champ visuel nécessaire aux systèmes optiques et par la plus grande surface exposée au vent. In addition to cleaning the panes of appliances that is regularly necessary and usually has to be performed frequently, various structural means are known to reduce this fouling and the massive maintenance work that results. For example, flaps are used that release the outer optical surfaces only from time to time while the system is measuring. This method has the disadvantage of permanently moved parts outside, the risk of a complete failure in the case of a defect of the shutter and a reduced sequence of measurements when the technique must achieve a significant reduction of fouling. Embodiments of this type are hardly ever used in practice. US Pat. No. 4,432,649 describes such a mechanism for elements that can pivot within the beam of rays. Weather protection hoods are standard equipment and Io are in virtually all embodiments. The protective effect of these covers depends essentially on their extent in front of the outer optical surfaces. The length of the weather protection covers, however, is limited by the visual field required by the optical systems and by the larger area exposed to the wind.

Les capots de protection contre les intempéries ne permettent de réduire que les effets massifs de l'encrassement liés aux précipitations. Il n'est pas possible d'influencer de manière significative l'augmentation permanente de l'encrassement dû aux poussières et aux particules extrêmement fines. On connaît dans l'utilisation pratique quelques formes de réalisation de soufflantes qui produisent un courant d'air sur ou devant les vitres des appareils. Elles ont pour avantage de pouvoir éloigner aussi en partie la poussière et les particules très fines des surfaces optiques extérieures. Mais on ne peut éviter ici non plus une augmentation croissante de l'encrassement. Du fait de tourbillonnements dans le courant d'air, une certaine partie des particules polluantes parvient toujours sur les vitres des appareils et réduit la capacité de mesure du transmissomètre ainsi équipé. Par le brevet EP 1300671, on connaît un dispositif dans lequel on peut placer au besoin un segment propre d'une vitre d'appareil de forme circulaire dans le faisceau des rayons optiques de l'émetteur et du récepteur de lumière, par rotation de cette vitre. Ce moyen permet de prolonger l'intervalle entre les nettoyages, suivant le nombre de segments disponibles. Il n'en reste pas moins que la protection des segments propres contre un encrassement et la présence de pièces à déplacer fréquemment à l'extérieur, ne sont pas sans poser de problèmes. Dans chacune des formes de réalisation connues, tôt ou tard le nettoyage des vitres des appareils est le seul moyen fiable pour éliminer l'effet de l'encrassement. Il n'est pas possible d'empêcher totalement un encrassement. Outre les possibilités indiquées d'empêcher ou de réduire l'encrassement, on connaît différents procédés et dispositifs qui déterminent le degré d'encrassement des surfaces optiques extérieures de systèmes optiques de mesure utilisés à l'extérieur. Par le brevet US 4432649, on connaît un procédé et un dispositif dans lesquels on exploite la variation de la réflexion totale de la vitre d'appareil due aux particules polluantes. A l'aide d'un émetteur de lumière séparé, on envoie de la lumière sur un bord de la vitre, suivant l'angle de réflexion totale. Le courant de lumière traverse toute la vitre suivant un parcours en zigzag caractéristique entre les deux surfaces limites intérieures de la vitre. Si des particules polluantes se trouvent sur les surfaces, une partie de la lumière est diffusée à l'extérieur. Sur le bord de la vitre opposé à l'entrée de lumière se trouve le récepteur de lumière correspondant qui détecte le courant de lumière restant. La disparition du signal lumineux après le passage à travers la vitre permet de conclure à son degré d'encrassement. The weather protection hoods only reduce the massive effects of fouling due to precipitation. It is not possible to significantly influence the permanent increase in fouling due to dust and extremely fine particles. In practical use, there are known embodiments of blowers that produce a stream of air on or in front of the windows of the apparatus. They have the advantage of being able to also partly remove the dust and very fine particles from the outer optical surfaces. But we can not avoid here either a growing increase of fouling. Due to swirling in the air stream, a certain part of the polluting particles always reaches the windows of the apparatus and reduces the measuring capacity of the transmissometer thus equipped. Patent EP 1300671 discloses a device in which a clean segment of a circular-shaped device pane can be placed in the beam of the optical rays of the emitter and the light receiver, by rotation of this beam. window. This means makes it possible to prolong the interval between the cleanings, according to the number of available segments. Nevertheless, the protection of clean segments against fouling and the presence of parts to move frequently outside, are not without problems. In each of the known embodiments, sooner or later cleaning the panes of the apparatus is the only reliable way to eliminate the effect of fouling. It is not possible to completely prevent fouling. In addition to the stated possibilities of preventing or reducing fouling, various methods and devices are known which determine the degree of fouling of the outer optical surfaces of optical measuring systems used outdoors. US Pat. No. 4,432,649 discloses a method and a device in which the variation of the total reflection of the apparatus glass due to the polluting particles is exploited. With the help of a separate light emitter, light is sent on an edge of the window, according to the angle of total reflection. The light stream traverses the entire window following a characteristic zigzag path between the two inner boundary surfaces of the pane. If polluting particles are on the surfaces, some of the light is scattered outside. On the edge of the pane opposite the light entry is the corresponding light receiver which detects the remaining light current. The disappearance of the light signal after passing through the glass can conclude to its degree of fouling.

Par le brevet EP 1300671, on connaît un procédé et un dispositif dans lesquels on peut placer un segment propre d'une vitre d'appareil de forme circulaire dans le faisceau des rayons optiques de l'émetteur de lumière et du récepteur de lumière, par rotation de cette vitre. Par comparaison entre les valeurs mesurées pour le segment de vitre encrassé et le segment de vitre propre placé temporairement, on peut fournir une indication relative au degré d'encrassement existant. Ce procédé a pour inconvénient de perturber nécessairement chaque fois la mesure de la transmission afin de déterminer le degré d'encrassement, ainsi que les éléments mécaniques déplacés nécessairement souvent du dispositif. Patent EP 1300671 discloses a method and a device in which a clean segment of a circular-shaped apparatus pane can be placed in the beam of the optical rays of the light emitter and the light receiver by rotation of this window. By comparison between the measured values for the dirty glass segment and the temporarily placed clean window segment, an indication of the degree of fouling can be provided. This method has the disadvantage of necessarily necessarily disturbing the measurement of the transmission in order to determine the degree of fouling, as well as the mechanical elements necessarily displaced often from the device.

Par le brevet EP 0745838, on connaît un procédé et un dispositif qui prévoit pour un dispositif de mesure de la transmission un équipement avec des vitres d'appareil montées coudées pour deux émetteurs/récepteurs de lumière, lequel détermine la transparence de ces vitres d'appareil au moyen d'unités séparées d'émission et de to réception sur les vitres, et qui la met en relation avec les deux résultats de mesure existants de la transmission atmosphérique. Patent EP 0745838 discloses a method and a device which provides for a device for measuring the transmission equipment with bent mounted camera panes for two light emitters / receivers, which determines the transparency of these windows. apparatus by means of separate emission and reception units on the panes, and which relates it to the two existing measurement results of the atmospheric transmission.

Pour le procédé décrit, deux unités d'appareil sont forcément nécessaires lesquelles exigent toutes deux un émetteur de lumière ainsi qu'un récepteur de lumière pour la mesure de la transmission atmosphérique sur deux voies séparées, par des vitres d'appareil différentes. For the described method, two units of apparatus are necessarily necessary which both require a light emitter as well as a light receiver for the measurement of the atmospheric transmission on two separate channels, by different apparatus panes.

Pour le procédé décrit, deux unités d'appareil sont forcément nécessaires lesquelles exigent toutes deux un émetteur de lumière ainsi qu'un récepteur de lumière pour la mesure de la transmission atmosphérique sur deux voies séparées, à travers des vitres d'appareil différentes. For the described method, two units of apparatus are necessarily necessary which both require a light emitter as well as a light receiver for the measurement of the atmospheric transmission on two separate channels, through different panes of apparatus.

Après leur mise en place et orientation, les transmissomètres ont besoin d'une adaptation de la valeur de mesure qu'ils ont déterminée de la transmission atmosphérique, ainsi que de la valeur de la visibilité qui en résulte, aux conditions de visibilité réelles sur le lieu d'installation. After their installation and orientation, the transmissometers need an adaptation of the measurement value they have determined of the atmospheric transmission, as well as the value of the visibility which results, to the conditions of real visibility on the place of installation.

Ce processus d'adaptation est généralement désigné par étalonnage. Si l'on tient compte en particulier du fait qu'un transmissomètre à l'état de fonctionnement parfaitement étalonné doit atteindre une valeur de transmission de 100 % pour une bonne visibilité infinie, on procède habituellement à un étalonnage pour de très bonnes conditions de visibilité > 10 km, afin d'obtenir au moins approximativement la condition d'étalonnage exigée, car les situations avec bonne visibilité presque infinie sont généralement rares. This adaptation process is usually referred to as calibration. Taking into account in particular that a transmissometer in the perfectly calibrated operating state must reach a transmission value of 100% for good infinite visibility, calibration is usually carried out for very good visibility conditions. > 10 km, in order to obtain at least approximately the required calibration condition, since situations with good near-infinite visibility are generally rare.

C'est ainsi que la visibilité momentanée est également appréciée par un personnel d'observation formé et pour le transmissomètre concerné, on règle la valeur de mesure de la transmission en fonction de la longueur de base de mesure. Thus, the momentary visibility is also appreciated by trained observation personnel and for the transmissometer concerned, the measurement value of the transmission is set according to the measurement base length.

Ce réglage s'effectue bien souvent de manière purement manuelle en tant que "réglage de sensibilité" électronique sur le récepteur ou par 10 un ajustage de l'intensité de l'émetteur de lumière. This adjustment is often done purely manually as an electronic "sensitivity adjustment" on the receiver or by adjusting the intensity of the light emitter.

Le traitement informatique des données a permis aussi des procédés d'étalonnage fondés uniquement sur le calcul. A la valeur de mesure fournie par le transmissomètre Qn applique un facteur d'étalonnage supplémentaire qui est fonction de la visibilité déterminée par l'observateur et qui, après saisie au clavier de la visibilité observée, est calculé automatiquement par l'unité informatique. Computer processing of the data has also enabled calibration methods based solely on calculation. The measurement value provided by the transmissometer Qn applies an additional calibration factor which is a function of the visibility determined by the observer and which, after keyboard entry of the observed visibility, is automatically calculated by the computer unit.

L'invention a pour but de réaliser un dispositif et un procédé qui permettent d'éliminer les inconvénients de l'état de la technique. The object of the invention is to provide a device and a method which makes it possible to eliminate the disadvantages of the state of the art.

Suivant l'invention, ce but est atteint avec un dispositif de mesure de la transmission atmosphérique et de détermination de la visibilité météorologique qui comporte une unité d'émission et de réception qui sont fixées chacune sur une structure tubulaire de support, en ce que la structure tubulaire portante est constituée d'un tube intérieur portant et d'un tube extérieur entièrement désaccouplé mécaniquement et protégeant le tube intérieur, sur le tube intérieur étant placées toutes les unités nécessaires à la mesure, qui sont responsables en particulier de l'orientation optique de l'unité d'émission et de l'unité de réception, et en ce que sur le tube extérieur sont placés tous les éléments de structure dont la position peut varier du fait du poids propre, de la force du vent ou du rayonnement solaire unilatéral, ce qui fait que l'orientation optique reste influencée par ces effets, en ce qu'un dispositif de mesure de la lumière diffusée fait partie intégrante du dispositif de mesure de la transmission et est directement en liaison avec le tube extérieur, en ce que devant l'unité d'émission et devant l'unité de réception sont disposées des vitres d'appareil positionnées en V, à 90 l'une par rapport à l'autre, pour protéger les composants optiques et électroniques contre un encrassement, en ce qu'à chaque ensemble de vitres d'appareil en V est associé son propre dispositif de mesure de la transmission pour la mesure de la transparence, lequel détermine le degré d'encrassement des vitres d'appareil, et en ce que le système optique de l'émetteur ainsi que celui du récepteur sont disposés réglables, supportés par un joint de cardan. Il est avantageux que le dispositif d'émission comme le dispositif de réception soient équipés d'un système à air de nettoyage, ce qui fait que la trajectoire des particules des précipitations, dirigées vers les vitres des appareils, est déviée vers le sol avant leur impact, de sorte que ces particules des précipitations telles que les gouttes de pluie ou les flocons de neige ne peuvent atteindre les surfaces optiques extérieures. Etant donné que le dispositif de mesure existant de la lumière diffusée détecte la présence de précipitations, cette information peut être exploitée pour la mise en service du système à air de nettoyage. On évite ainsi un fonctionnement permanent, mais en présence de précipitations on empêche un éventuel dépôt sur les vitres des appareils. Le dispositif de mesure de la lumière diffusée est réalisé de préférence comme dispositif de mesure de la diffusion en avant. L'utilisation d'une diode luminescente blanche comme source de lumière de l'émetteur est particulièrement avantageuse. Il s'est avéré en outre intéressant que le récepteur dispose d'une démodulation synchrone et soit synchronisé de manière fixe avec la fréquence de modulation de l'émetteur. According to the invention, this object is achieved with a device for measuring the atmospheric transmission and determining the meteorological visibility which comprises a transmitting and receiving unit which are each fixed on a tubular support structure, in that the bearing tubular structure consists of a bearing inner tube and an outer tube fully mechanically uncoupled and protecting the inner tube, on the inner tube being placed all the units necessary for the measurement, which are responsible in particular for the optical orientation of the transmitting unit and the receiving unit, and in that on the outer tube are placed all the structural elements whose position may vary due to the self weight, wind force or solar radiation unilateral, so that the optical orientation remains influenced by these effects, in that a device for measuring the scattered light is i integral part of the measuring device of the transmission and is directly connected with the outer tube, in that in front of the transmitting unit and in front of the receiving unit are arranged panes of apparatus positioned in V, at 90 l relative to each other, to protect the optical and electronic components against fouling, in that each set of V-glass panes is associated with its own transmission measuring device for the measurement of the transparency , which determines the degree of fouling of the apparatus panes, and that the optical system of the transmitter and that of the receiver are arranged adjustable, supported by a universal joint. It is advantageous that the transmitting device and the receiving device are equipped with a cleaning air system, so that the trajectory of the precipitation particles, directed towards the windows of the apparatus, is deflected towards the ground before their impact, so that these precipitation particles such as raindrops or snowflakes can only reach the outer optical surfaces. Since the existing measurement device of the scattered light detects the presence of precipitation, this information can be exploited for the commissioning of the cleaning air system. This avoids permanent operation, but in the presence of precipitation prevents a possible deposit on the windows of appliances. The device for measuring the scattered light is preferably designed as a device for measuring forward scattering. The use of a white light-emitting diode as a light source of the transmitter is particularly advantageous. It has furthermore been found that the receiver has a synchronous demodulation and is synchronized in a fixed manner with the modulation frequency of the transmitter.

Suivant l'invention, le but est atteint avec un procédé de mesure de la transmission atmosphérique et de détermination de la visibilité météorologique en ce que dans des situations sélectionnées automatiquement on détermine un facteur d'étalonnage, le facteur d'étalonnage étant formé par la formation d'un quotient d'une valeur de visibilité fournie par un dispositif de mesure de la lumière diffusée, qui a été convertie en une valeur de transmission équivalente et par la valeur mesurée de la transmission atmosphérique, en ce qu'on détermine un facteur de correction dû à l'encrassement entre les situations sélectionnées automatiquement, le facteur de correction étant déterminé par mesure permanente de la transparence des vitres d'appareil qui se trouvent devant l'émetteur et le récepteur, en ce qu'à partir de la connaissance du facteur de correction déterminé et à partir du facteur d'étalonnage on détermine un facteur d'orientation qui est l'équivalent de la variation de l'orientation optique entre l'émetteur et le récepteur, en ce qu'on applique à la valeur mesurée de la transmission atmosphérique, qui a été déterminée par le dispositif de mesure de la transmission, le facteur d'étalonnage et le facteur de correction, en ce qu'on utilise le facteur d'orientation déterminé pour rétablir l'ajustage initial entre le récepteur et l'émetteur. According to the invention, the object is achieved with a method of measuring the atmospheric transmission and determining the meteorological visibility in that in automatically selected situations a calibration factor is determined, the calibration factor being formed by the forming a quotient of a visibility value provided by a scattered light measuring device, which has been converted to an equivalent transmission value and by the measured value of the atmospheric transmission, by determining a factor of correction due to fouling between the automatically selected situations, the correction factor being determined by a permanent measurement of the transparency of the windows of apparatus which are in front of the transmitter and the receiver, in that from the knowledge of the determined correction factor and from the calibration factor an orientation factor is determined which is the equivalence ent of the variation of the optical orientation between the transmitter and the receiver, in that the measured value of the atmospheric transmission, which has been determined by the transmission measuring device, is applied to the calibration factor and the correction factor, in that the determined orientation factor is used to restore the initial adjustment between the receiver and the transmitter.

La présente invention est en mesure d'une part d'éviter tous les 20 facteurs de perturbations connus dans la pratique et d'autre part de les détecter de manière détaillée et éventuellement de les compenser. The present invention is able on the one hand to avoid all disturbance factors known in the art and on the other hand to detect them in detail and possibly to compensate for them.

On obtient par là un dispositif de mesure de la transmission pratiquement sans entretien pour déterminer la visibilité météorologique dans les aéroports. This provides a virtually maintenance-free transmission measurement device for determining meteorological visibility at airports.

L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide d'exemples de réalisation. Les dessins correspondants montrent fig. 1 un tableau représentant l'erreur de mesure de visibilité relative pour un degré d'encrassement des vitres supposé de 1% fig. 2 la structure de base du dispositif suivant l'invention fig. 3 une erreur de mesure de visibilité relative due à une erreur de lecture, de manière traditionnelle par comparaison au dispositif suivant l'invention fig. 4 la structure de base de la structure tubulaire de support 5 avec ses principaux ensembles fixés sur celle-ci fig. 5 la structure de principe de l'unité d'émission fig. 6 la structure de principe du système à air de nettoyage fig. 7 la vue de principe du dispositif de mesure de la transmission pour les vitres d'appareil. The invention is described below in more detail using exemplary embodiments. The corresponding drawings show fig. 1 a table representing the relative visibility measurement error for a degree of fouling of windows assumed to be 1% fig. 2 the basic structure of the device according to the invention fig. 3 a measurement error relative visibility due to a reading error, traditionally compared to the device according to the invention fig. 4 the basic structure of the tubular support structure 5 with its main assemblies fixed thereto. The principle structure of the transmission unit FIG. 6 the basic structure of the cleaning air system fig. 7 the principle view of the transmission measuring device for the device windows.

Conformément au principe de base des transmissomètres, et comme le montre la fig. 2, l'unité d'émission 3 et l'unité de réception 4, protégées par des capots de protection contre les intempéries 2, sont placées en vis-àvis sur des structures tubulaires de support 1. Dans le cas présent, la distance, dite longueur de base de mesure, entre les deux unités est de 30 m, d'autres longueurs de base de mesure standard de 50 m et 75 m pouvant également être réalisées. In accordance with the basic principle of transmissometers, and as shown in fig. 2, the emission unit 3 and the reception unit 4, protected by weather protection covers 2, are placed opposite to tubular support structures 1. In this case, the distance, so-called measurement base length, between the two units is 30 m, other standard measuring base lengths of 50 m and 75 m can also be realized.

Pour obtenir la hauteur de mesure nécessaire de 2,5 m, l'unité d'émission 3 et l'unité de réception 4 sont placées sur la structure tubulaire de support 1. Celle-ci garantit une stabilité particulièrement grande, en particulier en ce qui concerne les torsions éventuelles dues au rayonnement solaire unilatéral et à la force du vent. To obtain the necessary measuring height of 2.5 m, the emission unit 3 and the reception unit 4 are placed on the tubular support structure 1. This guarantees a particularly high stability, in particular in that regarding possible torsions due to unilateral solar radiation and the force of the wind.

La forme de réalisation de la structure tubulaire de support 1 prévoit une double structure tubulaire, le seul contact mécanique entre le tube intérieur 5 et le tube extérieur 6 étant réalisé dans la zone de la plaque de fond. The embodiment of the tubular support structure 1 provides a double tubular structure, the only mechanical contact between the inner tube 5 and the outer tube 6 being formed in the area of the bottom plate.

Cette forme de réalisation d'un type nouveau permet une séparation mécanique complète entre les unités opto-électroniques, importantes pour la mesure, et les autres parties de la structure. Les unités optoélectroniques sont supportées par le tube intérieur 5 découplé mécaniquement. Le tube extérieur 6 sert à protéger le tube intérieur 5 et supporte tous les composants lourds ou particulièrement exposés au milieu ambiant, en particulier la structure portante 7 avec étrier de montage, soufflante 8 et capot de protection contre les intempéries 2 (voir fig. 4) . This embodiment of a new type allows a complete mechanical separation between the optoelectronic units, important for the measurement, and the other parts of the structure. Optoelectronic units are supported by the mechanically decoupled inner tube. The outer tube 6 serves to protect the inner tube 5 and supports all heavy components or particularly exposed to the environment, in particular the supporting structure 7 with mounting bracket, blower 8 and weather protection hood 2 (see Fig. 4 ).

Le capot de protection contre les intempéries 2 peut être réalisé particulièrement long et donc efficace, du fait de cette forme de réalisation d'un type nouveau, car la force du vent qui se produit n'exerce aucune influence, du fait de la structure tubulaire de support to 1 suivant l'invention, sur l'orientation optique de l'unité optoélectronique. Du fait de la forme de réalisation ouverte vers le bas du capot de protection contre les intempéries 2, les vitres d'appareil 9 restent néanmoins facilement accessibles au personnel d'entretien, à des fins de nettoyage. The weather protection cover 2 can be made particularly long and therefore effective, because of this embodiment of a new type, because the force of the wind that occurs does not exert any influence, because of the tubular structure support to 1 according to the invention, on the optical orientation of the optoelectronic unit. Due to the downwardly open embodiment of the weather protection cover 2, the appliance windows 9 remain nevertheless easily accessible to the maintenance personnel for cleaning purposes.

L'unité opto-électronique sur le tube intérieur 5 et la structure portante 7 sur le tube extérieur 6 peuvent être tournées verticalement autour des axes de rotation, à des fins d'orientation grossière, et sont équipées de vis de blocage pour la fixation dans la position définitive. The opto-electronic unit on the inner tube 5 and the supporting structure 7 on the outer tube 6 can be rotated vertically about the axes of rotation, for coarse orientation purposes, and are provided with locking screws for fixing in the final position.

Un dispositif de visée sur la structure portante 7 facilite l'orientation grossière; en outre l'orientation grossière est soutenue acoustiquement. Des transmetteurs de signaux puissants dans les unités opto-électroniques de l'émetteur et du récepteur permettent de reconnaître, à l'aide du rythme accru des signaux, à quel moment un signal de lumière de l'émetteur, suffisant pour l'orientation fine, atteint l'optique de réception de lumière. A sighting device on the supporting structure 7 facilitates coarse orientation; in addition the coarse orientation is supported acoustically. Powerful signal transmitters in the opto-electronic units of the transmitter and receiver make it possible to recognize, with the help of the increased timing of the signals, when a light signal from the transmitter, sufficient for the fine orientation , reaches the light receiving optics.

La réalisation des systèmes optiques 10 à l'intérieur de l'unité optoélectronique de l'émetteur et du récepteur permet une orientation fine automatique de l'émetteur et du récepteur. Les systèmes optiques sont supportés, dans la zone de la lentille, par une suspension à cardan 17; des motoréducteurs 11 avec des éléments excentriques 12 dans la zone de la longueur focale des systèmes optiques 10 garantissent une possibilité de réglage électromécanique extrêmement précis et sans jeu des axes optiques. A l'aide d'éléments de commande appropriés, on peut commander les motoréducteurs 11 par le microprocesseur. La position des éléments excentriques 12 et donc des axes optiques est déterminée, au moyen de potentiomètres 13, séparément pour le réglage horizontal et le réglage vertical, et est détectée, après conversion analogique/numérique par le microprocesseur de l'unité de commande (fig. 5). The realization of the optical systems 10 inside the optoelectronic unit of the transmitter and the receiver allows an automatic fine orientation of the transmitter and the receiver. The optical systems are supported in the region of the lens by a cardan suspension 17; geared motors 11 with eccentric elements 12 in the focal length zone of the optical systems 10 ensure a possibility of electromechanical adjustment extremely accurate and without play optical axes. With the aid of appropriate control elements, the gearmotors 11 can be controlled by the microprocessor. The position of the eccentric elements 12 and therefore the optical axes is determined, by means of potentiometers 13, separately for the horizontal adjustment and the vertical adjustment, and is detected, after analog / digital conversion by the microprocessor of the control unit (FIG. 5).

Pendant l'orientation fine automatique, l'optique d'émission et l'optique de réception sont réglées successivement verticalement comme horizontalement. Pendant le processus de réglage, la position mécanique des systèmes optiques ainsi que le signal de réception correspondant sont enregistrés en permanence et simultanément. Le déroulement systématique du réglage permet de déterminer aussi bien le profil d'intensité de l'émetteur que la distribution de la sensibilité du récepteur. During the fine automatic orientation, the emission optics and the reception optics are set successively vertically and horizontally. During the adjustment process, the mechanical position of the optical systems as well as the corresponding reception signal are recorded continuously and simultaneously. The systematic progress of the adjustment makes it possible to determine both the intensity profile of the transmitter and the distribution of the sensitivity of the receiver.

Après enregistrement des différents profils, les positions médianes horizontales et verticales optimales qui en résultent des axes optiques sont réglées automatiquement aussi bien pour l'émetteur que pour le récepteur. Pour cette orientation optimale des systèmes optiques, les positions correspondantes des éléments excentriques 12 sont mémorisées dans l'unité de commande, de façon protégée contre l'absence de tension, et sont ainsi à nouveau disponibles au besoin à tout moment. After recording the different profiles, the optimum horizontal and vertical median positions resulting from the optical axes are automatically set for both the transmitter and the receiver. For this optimal orientation of the optical systems, the corresponding positions of the eccentric elements 12 are stored in the control unit, protected against the absence of voltage, and are thus again available as needed at any time.

Pour la protection des éléments opto-électroniques du dispositif de mesure de la transmission, il est prévu des vitres d'appareil transparentes aussi bien pour l'émetteur que pour le récepteur, qui ne limitent pas le parcours des rayons optiques. Dans la présente forme de réalisation, un système à air de nettoyage de type nouveau empêche que les surfaces optiques extérieures ne soient mouillées, en particulier par les particules de précipitations poussées par le vent et auxquelles le capot de protection contre les intempéries 2 n'a pas fait écran. Pour s'opposer au brassage permanent de la poussière et des particules polluantes très fines par le système à air de nettoyage et pour contrer le risque de dépôt de ces particules sur les vitres des appareils, la soufflante du système à air de nettoyage n'est activée exclusivement qu'en présence de précipitations. L'information de précipitations est générée par le dispositif de mesure de la lumière diffusée placé, comme le montre la fig. 2, sur la structure portante de l'unité d'émission, et qui présente la capacité de détection nécessaire pour l'intempérie en cours. For the protection of the optoelectronic elements of the transmission measuring device, transparent device windows are provided for both the transmitter and the receiver, which do not limit the path of the optical rays. In the present embodiment, a new-type cleaning air system prevents the outer optical surfaces from becoming wet, particularly wind-driven precipitation particles to which the weather protection hood 2 has not been exposed. not done screen. To prevent the permanent mixing of dust and very fine pollutants by the cleaning air system and to counteract the risk of deposition of these particles on the windows of appliances, the blower of the cleaning air system is activated only in the presence of precipitation. The precipitation information is generated by the device for measuring the scattered light placed, as shown in FIG. 2, on the bearing structure of the emission unit, and which has the necessary detection capacity for the current bad weather.

Le courant de la soufflante du système à air de nettoyage est canalisé de manière qu'il se forme un courant d'air dirigé vers le sol, dans la zone située devant les vitres des appareils. Les particules de précipitations sont déviées en toute certitude vers le bas avant qu'elles n'atteignent la vitre de l'appareil, le courant d'air favorisant et accélérant le mouvement des particules en direction du sol. The blower current of the cleaning air system is channeled so that a stream of air directed towards the ground is formed in the area in front of the apparatus panes. The precipitated particles are deflected with certainty downward before they reach the glass of the apparatus, the air stream favoring and accelerating the movement of the particles towards the ground.

Le canal d'air 14 du système à air de nettoyage fait partie intégrante de la structure du couvercle de l'unité opto-électronique. Il est totalement découplé mécaniquement de la partie de la soufflante. De cette façon, les vibrations qui se produisent du fait de la soufflante ne peuvent agir sur le dispositif de mesure et en particulier pas sur l'orientation des axes optiques (fig. 6). The air channel 14 of the cleaning air system is an integral part of the lid structure of the optoelectronic unit. It is totally decoupled mechanically from the part of the fan. In this way, the vibrations that occur due to the blower can not act on the measuring device and in particular not on the orientation of the optical axes (Figure 6).

Le dispositif de mesure de la lumière diffusée, à l'aide duquel on peut procéder à un contrôle permanent de la qualité de l'étalonnage de la mesure de transmission, fait partie intégrante du dispositif suivant l'invention. The device for measuring the scattered light, by means of which it is possible to carry out a permanent control of the quality of the calibration of the transmission measurement, forms an integral part of the device according to the invention.

L'unité d'émission 3 et l'unité de réception 4 possèdent un étrier de montage qui fait partie intégrante de la structure portante 7, monté sur le tube de protection extérieur, pour la soufflante 8 et le capot de protection contre les intempéries 2. Sur cet étrier est monté le dispositif de mesure de la lumière diffusée 15 qui peut donc procéder à la mesure de comparaison, nécessaire à ce procédé, à proximité spatiale immédiate du parcours de mesure de transmission. Du fait que les phénomènes d'intempéries réduisant la visibilité présentent de manière caractéristique une distribution non homogène dans l'espace, cette proximité immédiate des volumes de mesure du transmissomètre et du dispositif de mesure de la lumière diffusée doit être préférée à d'autres dispositions. Le mode de fonctionnement et le procédé de base du dispositif de mesure de la lumière diffusée utilisé correspond à l'état de la technique. Du fait de la capacité de mesure plus fiable, on préférera un dispositif de mesure suivant le procédé optique de mesure de la diffusion en avant au procédé optique de mesure de la diffusion en arrière. Par ailleurs, le dispositif de mesure de la diffusion en avant utilisé permet de détecter l'intempérie actuelle et génère dans ce contexte l'information relative aux intempéries aussi bien pour la commande du système à air de nettoyage que pour la détermination du facteur d'étalonnage décrite ci-après. The emission unit 3 and the reception unit 4 have a mounting bracket which is an integral part of the supporting structure 7, mounted on the outer protection tube, for the fan 8 and the weather protection hood 2 On this stirrup is mounted the measuring device of the scattered light 15 which can thus proceed to the measurement of comparison, necessary for this process, in immediate spatial proximity of the transmission measurement path. Since weather-impairing weather phenomena typically exhibit inhomogeneous distribution in space, this immediate proximity of the transmissometer and the scattered light measurement volumes must be preferred over other arrangements. . The operating mode and the basic method of the device for measuring the scattered light used corresponds to the state of the art. Due to the more reliable measurement capacity, a measurement device according to the forward scattering optical measurement method will be preferred to the back scattering optical measurement method. Furthermore, the forward diffusion measurement device used makes it possible to detect the current bad weather and generates in this context the information relating to bad weather both for the control of the cleaning air system and for the determination of the airfoil factor. calibration described below.

Les dispositifs de mesure de la diffusion en avant sont de par leur principe beaucoup moins sujets à des erreurs de mesure dues à l'encrassement et présentent en outre, de manière caractéristique, la possibilité de déterminer fiablement des distances de visibilité même très grandes de 10 km et plus, ce qui avec des dispositifs de mesure de la transmission n'est possible que pour de très grandes longueurs de base de mesure (avec l'inconvénient de la plage de visibilité inférieure à 200 m absente, mais absolument nécessaire), et avec toujours une possibilité accrue d'erreurs de mesure dues à l'encrassement. Forward scatter measuring devices are by their very nature much less subject to measurement errors due to fouling and, moreover, typically have the ability to reliably determine even very large visibility distances of 10. km and over, which with transmission measuring devices is only possible for very long basic measurement lengths (with the disadvantage of the visibility range of less than 200 m absent, but absolutely necessary), and with always an increased possibility of measurement errors due to fouling.

Les sources d'erreurs des dispositifs de mesure de la lumière diffusée sont dues principalement au volume d'air relativement petit et donc pastoujours représentatif inférieur à 1 litre de manière caractéristique, qui est utilisé pour la détermination de la distance de visibilité ainsi qu'aux problèmes d'une mesure non représentative de réduction de la visibilité pour les différents phénomènes de précipitations, ce qui favorise l'emploi de transmissomètres représentatifs pour la plage de mesure de visibilité inférieure à environ 3 km, qui est importante pour la sécurité des aéroports. The sources of errors for devices for measuring scattered light are mainly due to the relatively small volume of air, which is therefore always representative of less than 1 liter, which is used for determining the visibility distance and problems of a non-representative measure of visibility reduction for the different precipitation phenomena, which favors the use of representative transmissometers for the visibility measurement range of less than approximately 3 km, which is important for airport security.

Dans la présente forme de réalisation, on utilise de préférence aussi les valeurs de visibilité mesurées par le dispositif de mesure de la lumière diffusée pour la comparaison avec les résultats de la mesure de la transmission, lorsque: la valeur de mesure de la visibilité du dispositif de mesure de la 10 lumière diffusée dépasse 10 km, la variation de la valeur de mesure de visibilité du dispositif de mesure de la lumière diffusée ne s'est écartée en aucun cas de +/- 10 0/0 de la valeur moyenne pendant la période d'observation, aucune précipitation n'a été détectée par le dispositif de mesure 15 de la lumière diffusée, le fonctionnement du dispositif de mesure de la lumière diffusée n'est pas perturbé, la variation de la valeur de mesure de la transmission ne s'est pas écartée en aucun cas de +/- 1 % de la valeur moyenne pendant la 20 période d'observation, le fonctionnement du dispositif de mesure de la transmission n'est pas perturbé. In the present embodiment, the visibility values measured by the scattered light measuring device are also preferably used for comparison with the results of the transmission measurement, when: the measurement value of the visibility of the device When the measurement of the scattered light exceeds 10 km, the variation in the visibility measurement value of the device for measuring the scattered light has in no case deviated from +/- 10% of the mean value during the observation period, no precipitation was detected by the measuring device 15 of the scattered light, the operation of the device for measuring the scattered light is not disturbed, the variation of the measurement value of the transmission In no case was it within +/- 1% of the average value during the observation period, the operation of the transmission measuring device is not disturbed.

Sur la base de la connaissance de la longueur de base de mesure installée pour la mesure de la transmission, on convertit, dans ces situations sélectionnées, la valeur de mesure de la visibilité du dispositif de mesure de la lumière diffusée en une valeur de transmission équivalente, et on compare cette dernière à la valeur de mesure du dispositif de mesure de la transmission, et on calcule le quotient de ces deux valeurs. On utilise ici de préférence comme valeur de mesure, une valeur moyenne de tous les balayages individuels dépendant de la fréquence de modulation dans le volume de mesure considéré du dispositif de mesure de la transmission et du dispositif de mesure de la lumière diffusée, pendant la minute écoulée, et les informations ainsi converties relatives à la transmission atmosphérique et/ ou à la visibilité. A partir du quotient calculé, on dérive alors le facteur d'étalonnage KF pour la valeur de mesure de la transmission. On the basis of the knowledge of the measurement base length installed for the measurement of the transmission, in these selected situations, the measurement value of the visibility of the device for measuring the scattered light is converted into an equivalent transmission value. and the latter is compared with the measurement value of the transmission measuring device, and the quotient of these two values is calculated. Here, preferably, as the measurement value, an average value of all the individual sweeps depending on the modulation frequency in the measurement volume of the measuring device of the transmission and the device for measuring the scattered light is used during the minute. elapsed, and the information thus converted relating to the atmospheric transmission and / or visibility. From the calculated quotient, the calibration factor KF is then derived for the measured value of the transmission.

On applique le facteur d'étalonnage pendant les mesures suivantes et en particulier pendant les réductions de visibilité inférieures à 10 km. Il conserve sa validité jusqu'à ce qu'un nouveau facteur d'étalonnage soit déterminé de la manière décrite ci-dessus. The calibration factor is applied during the following measurements and in particular during visibility reductions of less than 10 km. It remains valid until a new calibration factor is determined as described above.

Les opérations de calcul décrites sont exécutées par le microprocesseur dans l'unité de commande du transmissomètre; la variation du facteur d'étalonnage est soumise à une limitation à une visibilité maximale, qui s'oppose à une erreur de calcul due à des perturbations temporaires. Le facteur d'étalonnage considéré est mémorisé dans l'unité de commande de façon protégée contre l'absence de tension. The calculation operations described are executed by the microprocessor in the control unit of the transmissometer; the variation of the calibration factor is subject to a limitation to maximum visibility, which opposes a calculation error due to temporary disturbances. The calibration factor considered is stored in the control unit in a protected manner against the absence of voltage.

Du fait de l'utilisation de la valeur de mesure du dispositif de mesure de la lumière diffusée afin de déterminer un facteur d'étalonnage exclusivement dans le domaine supérieur à la limite supérieure de la plage de mesure du transmissomètre, et du fait que l'erreur de mesure de la visibilité des transmissomètres, qui résulte des facteurs ambiants décrits, diminue lorsque se réduit la visibilité, on obtient toujours une précision de mesure optimale pour la plage de mesure de la visibilité utilisée par le transmissomètre. Due to the use of the measurement value of the scattered light measuring device to determine a calibration factor exclusively in the range greater than the upper limit of the transmissometer's measuring range, and the fact that the Measurement error of the visibility of the transmissometers, which results from the ambient factors described, decreases when the visibility is reduced, one always obtains an optimal measurement precision for the measurement range of the visibility used by the transmissometer.

Le procédé qui vient d'être décrit suit la manière de procéder de l'étalonnage de transmissomètres par un observateur formé, avec cette différence que chaque situation d'étalonnage possible est utilisée à toute heure du jour et de la nuit pour optimiser la capacité de mesure du transmissomètre. En définitive, ceci conduit à un grand nombre d'événements d'étalonnage utilisés, qui ne peut en aucune façon être atteint avec les procédés d'étalonnage connus, assurés par un observateur. La détermination automatique et l'application du facteur d'étalonnage dans la mesure de la transmission permettent une compensation permanente et complète en une fois des influences restreignant la capacité de mesure du transmissomètre. The method just described follows the way in which a trained observer can calibrate transmissometers, with the difference that every possible calibration situation is used at any time of day and night to optimize the ability to measurement of the transmissometer. Ultimately, this leads to a large number of calibration events used, which can in no way be achieved with known calibration methods provided by an observer. The automatic determination and the application of the calibration factor in the measurement of the transmission allow a permanent and complete compensation in one go of the influences restricting the measuring capacity of the transmissometer.

Sur la fig. 7, on voit les deux vitres d'appareil 9 positionnées l'une par rapport à l'autre en V, à 90 . On permet par là la traversée d'une seule et même vitre suivant deux axes. L'axe principal représente la direction du faisceau des rayons pour la mesure de la transmission atmosphérique; l'axe secondaire décalé de 90 décrit le parcours des rayons pour une mesure séparée de la transparence des vitres des appareils. Les deux axes optiques traversent une vitre d'appareil suivant un angle respectif de 45 par rapport à la surface de la vitre et dans la même zone de la vitre, l'autre vitre étant traversée uniquement par le faisceau de rayons suivant l'axe secondaire. In fig. 7, we see the two panes of apparatus 9 positioned relative to each other V, 90. By this, the crossing of one and the same window is allowed along two axes. The main axis represents the direction of the ray beam for the measurement of atmospheric transmission; the secondary axis offset by 90 describes the path of the rays for a separate measurement of the transparency of the windows of the apparatus. The two optical axes pass through an apparatus pane at a respective angle of 45 with respect to the surface of the pane and in the same area of the pane, the other pane being traversed solely by the beam of rays along the secondary axis .

Cette disposition permet la mesure continue de la véritable transparence de la vitre ainsi que la compensation précise immédiate des effets d'éventuels encrassements, réduisant la capacité de mesure. Pour déterminer l'encrassement de la vitre, il ne faut ni interrompre la mesure, pour permettre la comparaison avec une vitre de référence propre, ni utiliser des grandeurs de conversion empiriques, dérivées du comportement à la diffusion de la vitre. This arrangement allows the continuous measurement of the true transparency of the glass as well as the immediate precise compensation of the effects of possible fouling, reducing the measuring capacity. To determine clogging of the glass, the measurement must not be interrupted, to allow comparison with a clean reference glass, or use empirical conversion variables, derived from the diffusion behavior of the glass.

Du fait des longs capots de protection contre les intempéries 2 utilisés, on peut admettre un encrassement uniforme des deux vitres. La correction de la mesure de la transmission atmosphérique sur la base de la mesure de transparence décrite est ainsi admissible même lorsque la mesure de transmission atmosphérique n'est influencée dans chaque cas que par une vitre d'appareil neuf. Due to the long weather protection covers 2 used, it is possible to allow uniform fouling of the two panes. The correction of the measurement of the atmospheric transmission on the basis of the transparency measurement described is thus permissible even when the measurement of atmospheric transmission is only influenced in each case by a new apparatus glass.

De plus, le dispositif suivant l'invention n'utilise aucune unité de réception de mesure de vitre 16 séparée; celle-ci fait partie intégrante de l'électronique de commande. Grâce à une partie de forme appropriée du boîtier de l'unité opto-électronique, le faisceau lumineux est dévié, après traversée des vitres d'appareil, dans la direction du dispositif optique de réception de l'unité de commande (voir fig. 7). In addition, the device according to the invention does not use any separate window measurement receiving unit 16; this is an integral part of the control electronics. With a suitably shaped portion of the optoelectronic unit housing, the light beam is deflected, after passing through the apparatus panes, in the direction of the reception optical device of the control unit (see FIG. ).

A partir du résultat de la mesure de la transparence des vitres, le microprocesseur de l'unité de commande détermine le facteur de correction dû à l'encrassement pour la mesure de la transmission. From the result of measuring the transparency of the windows, the microprocessor of the control unit determines the correction factor due to fouling for the measurement of the transmission.

Celui-ci est déterminé séparément pour l'unité d'émission 3 et l'unité de réception 4. This is determined separately for the transmission unit 3 and the reception unit 4.

On a ici: VF = 1/ (TPS)"0.5 VE = 1/ (TPE)A0,5 où : VF facteur de correction dû à l'encrassement émetteur VE facteur de correction dû à l'encrassement récepteur TPS résultat normalisé de la mesure de la transparence de la vitre sur l'unité opto-électronique de l'émetteur TPE résultat normalisé de la mesure de la transparence de la vitre sur l'unité opto-électronique du récepteur Les deux facteurs de correction dus à l'encrassement peuvent être réunis pour former le facteur d'encrassement global VG: VG = VF*VE Pour les vitres d'appareil propres, VG est égal à 1. We have here: VF = 1 / (TPS) "0.5 VE = 1 / (TPE) A0.5 where: VF correction factor due to the transmitter fouling VE correction factor due to the fouling receiver TPS standardized result of the measurement of the transparency of the glass on the opto-electronic unit of the TPE transmitter standardized result of the measurement of the transparency of the glass on the opto-electronic unit of the receiver The two correction factors due to fouling can to be combined to form the overall fouling factor VG: VG = VF * VE For clean glass panes, VG is equal to 1.

Avec le même mécanisme, on calcule un facteur VGtemp qui toutefois, contrairement à VG, est à nouveau normalisé sur 1 à chaque détermination d'un nouveau facteur d'étalonnage. Ce facteur de correction temporaire dû à l'encrassement est alors directement appliqué, en plus du facteur d'étalonnage, au résultat de la mesure de la transmission. With the same mechanism, a VGtemp factor is calculated which, however, unlike VG, is again normalized to 1 at each determination of a new calibration factor. This temporary correction factor due to fouling is then directly applied, in addition to the calibration factor, to the result of the measurement of the transmission.

TMcor = TMmess*VGtemp*KF où : TMcor résultat corrigé de la mesure de la transmission atmosphérique TMmess résultat non corrigé de la mesure de la transmission atmosphérique VGtemp facteur de correction temporaire dû à l'encrassement KF facteur d'étalonnage De cette façon, on compense, à l'aide des mesures de transparence, les influences dues à l'encrassement des vitres sur la mesure de la transmission entre des situations dans lesquelles on a déterminé un nouveau facteur d'étalonnage. Chaque nouveau facteur d'étalonnage déterminé compense automatiquement aussi l'influence due à l'encrassement des vitres, représentée par VG. TMcor = TMmess * VGtemp * KF where: TMcor corrected result of the measurement of the atmospheric transmission TMmess uncorrected result of the measurement of the atmospheric transmission VGtemp temporary correction factor due to the fouling KF calibration factor In this way, one compensates, through transparency measurements, for influences due to glass clogging on the measurement of transmission between situations in which a new calibration factor has been determined. Each new calibration factor determined automatically also compensates for the influence due to the clogging of the windows, represented by VG.

La connaissance explicite du degré d'encrassement des surfaces optiques extérieures sur la base de la mesure de transparence déjà décrite des vitres d'appareil disposées en V, avec la connaissance du facteur d'étalonnage décrit ci-dessus, permet maintenant pour la première fois de séparer les erreurs de mesure de la transmission dues à l'orientation et à l'encrassement et donc aussi les erreurs de mesure de la visibilité. The explicit knowledge of the degree of fouling of the external optical surfaces on the basis of the previously described measurement of transparency of the V-arranged panes, with the knowledge of the calibration factor described above, now allows for the first time to separate the measurement errors from the transmission due to the orientation and the fouling and thus also the errors of measurement of the visibility.

Etant donné que le facteur d'étalonnage se compose d'un facteur de correction dû à l'orientation et du facteur de correction dû à l'encrassement pour la valeur de mesure de la transmission, mais que l'on connaît individuellement le facteur de correction dû à l'encrassement, on peut calculer directement la fraction due à l'orientation du facteur d'étalonnage. Since the calibration factor consists of a correction factor due to the orientation and the correction factor due to fouling for the measured value of the transmission, but the individual factor is known individually. correction due to fouling, the fraction due to the orientation of the calibration factor can be calculated directly.

KA = KF/VG où KA fraction due à l'orientation du facteur d'étalonnage KF facteur d'étalonnage VG facteur d'encrassement global Sur la base de la connaissance de KA et de VG, l'invention exposée permet des indications détaillées concernant la qualité de io l'orientation et le degré d'encrassement des vitres des appareils. Au moyen de VGtemp, on peut compenser par le calcul l'encrassement des vitres qui se produit, même pendant l'intervalle de temps s'écoulant entre des situations dans lesquelles un nouveau facteur d'étalonnage KF peut être déterminé sur la base des conditions satisfaites pour utiliser la valeur de mesure du dispositif de mesure de la lumière diffusée. A chaque nouveau calcul d'un facteur d'étalonnage, on apprécie à nouveau aussi la qualité de l'orientation. L'utilisateur peut ainsi être informé aussi bien sur le degré d'encrassement des vitres des appareils que sur la qualité de l'orientation. KA = KF / VG where KA fraction due to the orientation of the calibration factor KF calibration factor VG global fouling factor Based on the knowledge of KA and VG, the invention disclosed allows detailed indications concerning the quality of the orientation and degree of fouling of the windows of the apparatus. By means of VGtemp, it is possible to compensate by calculating the fouling of the windows that occurs, even during the time interval between situations in which a new calibration factor KF can be determined on the basis of the conditions. satisfied to use the measurement value of the device for measuring the scattered light. With each new calculation of a calibration factor, the quality of the orientation is again appreciated. The user can be informed as well on the degree of fouling of the windows of the devices as on the quality of the orientation.

Par introduction de valeurs limites appropriées, spécifiques de la forme de réalisation, pour KA et VG, on définit clairement à quel moment les vitres des appareils doivent être nettoyées et si une nouvelle orientation des axes optiques de l'émetteur et/ou du récepteur est nécessaire. Une nouvelle orientation peut être soit initialisée par l'utilisateur, soit s'effectuer entièrement automatiquement. Une nouvelle orientation entièrement automatique est exécutée de préférence lorsque: la valeur de mesure de la visibilité du dispositif de mesure de la lumière diffusée dépasse 10 km, la variation de la valeur de mesure de visibilité du dispositif de mesure de la lumière diffusée ne s'est écartée en aucun cas de +/- 10 % de la valeur moyenne pendant la période d'observation, aucune précipitation n'a été détectée par le dispositif de mesure 5 de la lumière diffusée, le fonctionnement du dispositif de mesure de la lumière diffusée n'est pas perturbé, la variation de la valeur de mesure de la transmission ne s'est pas écartée en aucun cas de + /- 1 % de la valeur moyenne pendant la 10 période d'observation, le fonctionnement du dispositif de mesure de la transmission n'est pas perturbé. By introducing appropriate specific limit values for the embodiment for KA and VG, it is clearly defined when the windows of the apparatuses are to be cleaned and whether a new orientation of the optical axes of the transmitter and / or the receiver is necessary. A new orientation can either be initialized by the user or performed entirely automatically. A new fully automatic orientation is preferably performed when: the measurement value of the visibility of the device for measuring the scattered light exceeds 10 km, the variation of the visibility measurement value of the device for measuring the scattered light does not is in no case deviated from +/- 10% of the average value during the observation period, no precipitation has been detected by the measuring device 5 of the scattered light, the operation of the device for measuring the scattered light is not disturbed, the variation of the measured value of the transmission has not deviated in any case from + / - 1% of the mean value during the observation period, the operation of the measuring device of the transmission is not disturbed.

La détermination suivant l'invention du facteur d'étalonnage KF ainsi que le facteur de correction temporaire dû à l'encrassement VGtemp assurent à tout moment une capacité optimale de mesure de la transmission et finalement une précision de la mesure non atteinte actuellement pour la visibilité météorologique avec en même temps pratiquement pas d'entretien. The determination according to the invention of the calibration factor KF as well as the temporary correction factor due to the VGtemp fouling ensure at all times an optimal capacity of measurement of the transmission and finally a precision of the measurement not currently reached for the visibility. weather with at the same time virtually no maintenance.

Une synchronisation permanente du récepteur de lumière avec la fréquence de modulation de l'émetteur de lumière permet la démodulation synchrone connue par la littérature du signal de lumière reçu modulé en intensité avec les amélioration des propriétés de mesure des signaux à faible bruit. Après une conversion analogique/numérique avec des incréments supérieurs à un million, conformément à une résolution supérieure à 0,0001 %, le signal de réception de lumière est envoyé de manière numérique au microprocesseur de l'électronique de commande, pour la poursuite du traitement (voir fig. 3). Continuous synchronization of the light receiver with the modulation frequency of the light emitter enables the synchronous demodulation known from the literature of the intensity modulated received light signal with the improvement of the measurement properties of the low noise signals. After an analog / digital conversion with increments greater than one million, in accordance with a resolution greater than 0.0001%, the light receiving signal is digitally sent to the microprocessor of the control electronics for further processing (see Fig. 3).

Comme source de lumière de l'émetteur on a recours à une diode luminescente blanche qui, en raison du courant de fonctionnement réduit largement au-dessous du courant maximal admissible, peut atteindre une durée de vie supérieure à 50 000 heures. La diode luminescente est périodiquement modulée en intensité avec la fréquence dite de modulation. La fréquence de modulation se situe de manière caractéristique au-dessus de 1 000 Hz, afin de générer un grand nombre de balayages, ce qui augmente la stabilité de la mesure. As a light source of the transmitter, a white light-emitting diode is used which, because of the operating current greatly reduced below the maximum permissible current, can reach a service life of more than 50,000 hours. The light-emitting diode is periodically modulated in intensity with the so-called modulation frequency. The modulation frequency is typically above 1000 Hz, in order to generate a large number of sweeps, which increases the stability of the measurement.

L'intensité lumineuse est modulée avec une durée de cycle de 50 % entre zéro et le courant de fonctionnement fixé. La valeur moyenne du courant de fonctionnement n'est que de quelques milliampères. L'intensité de la source lumineuse est maintenue très stable au moyen d'un circuit de régulation électronique de précision. The luminous intensity is modulated with a cycle time of 50% between zero and the fixed operating current. The average value of the operating current is only a few milliamperes. The intensity of the light source is maintained very stable by means of a precision electronic control circuit.

Le spectre de la diode luminescente blanche, utilisé dans la forme de réalisation, a pour avantage, par rapport aux sources lumineuses monochromatiques, telles que les diodes luminescentes couleur ou infrarouge, ou encore par rapport aux sources de lumière laser, de représenter entièrement la plage de longueurs d'ondes recommandée par l'organisation internationale pour l'aviation civile ICAO pour les sources lumineuses des transmissomètres de visibilité. Par rapport aux sources lumineuses halogène modulées de façon mécanique ou encore par rapport aux lampes flash à xénon pulsées à basse fréquence, qui présentent habituellement la plage spectrale recommandée, l'avantage réside dans la réalisation de fréquences de modulation considérablement plus élevées et dans les contributions plus fréquentes qui en résultent aux résultats de la mesure dans la formation de la valeur moyenne. The spectrum of the white light-emitting diode, used in the embodiment, has the advantage over monochromatic light sources, such as color or infrared light-emitting diodes, or with respect to laser light sources, to fully represent the range. of wavelengths recommended by the International Organization for Civil Aviation ICAO for light sources of visibility transmissometers. Compared to mechanically modulated halogen light sources or compared to low frequency pulsed Xenon flash lamps, which usually have the recommended spectral range, the advantage lies in the achievement of considerably higher modulation frequencies and in the contributions. more frequent resultant to the results of the measurement in the formation of the average value.

Claims

A device for measuring the atmospheric transmission and determining the meteorological visibility, with a transmitting and receiving unit which are each attached to a supporting tubular structure, characterized in that the supporting tubular structure (1) consists of an inner tube (5) carrying and an outer tube (6) fully mechanically uncoupled and protecting the inner tube (5), on the inner tube being placed all the units necessary for the measurement, which are responsible in particular for the optical orientation of the emission unit and the reception unit, and in that on the outer tube (6) are placed all the structural elements whose position may vary due to the self-weight, the force of the wind or solar radiation, so that the optical orientation remains influenced by these effects, a device for measuring the scattered light (15) is an integral part of the device measuring the transmission and is directly connected to the outer tube (5), in front of the transmitting unit (3) and in front of the receiving unit (4) are arranged the apparatus panes (9) positioned in V, at 90 relative to each other, to protect the optical and electronic components against fouling, each set of V-shaped apparatus panes (9) is associated with its own device for measuring the transmission for the measurement of the transparency, which determines the degree of fouling of the device windows, and the optical system of the transmitter as well as that of the receiver are arranged adjustable, supported by a universal joint (17).

2. Device according to claim 1, characterized in that the emission unit and the receiving unit (4) each have a cleaning air system which deflects the particles deposited in the direction of the ground, before they do not reach the camera windows (9), so that these particles do not reach the outer optical surfaces.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the device for measuring the scattered light is a forward scattering measurement device.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the receiver has a synchronous demodulation and is synchronized in a fixed manner with the modulation frequency of the transmitter.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the light source of the transmitter is a white light-emitting diode.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a signal localiser is in connection with the receiver.

7. Device according to claim 6, characterized in that the signal locator is an acoustic signal transmitter.

A method for measuring atmospheric transmission and determining meteorological visibility, characterized in that in automatically selected situations a calibration factor is determined, the calibration factor being formed by forming a quotient of a value of visibility provided by a scattered light measuring device, which has been converted into an equivalent transmission value, and by the measured value of the atmospheric transmission, a correction factor due to the fouling between the automatically selected situations is determined, the correction factor being determined by permanently measuring the transparency of the device windows in front of the transmitter and the receiver, from the knowledge of the determined correction factor and from the calibration factor, a orientation factor which is the equivalent of the variation of the optical orientation between the transmitter and receiver, the calibration factor and the correction factor are applied to the measured value of the atmospheric transmission, which has been determined by the transmission measuring device, and the orientation factor determined to restore is used. The initial adjustment between the receiver and the transmitter.

Method according to claim 8, characterized in that the automatically selected situation is determined by the fact that the evaluation of the measured values provided by the scattered light measuring device indicates that there is no precipitation and visibility is greater than 10 km.

10. Method according to claim 8, characterized in that after setting up and coarse orientation of the transmitting unit and the receiving unit, a fine automatic orientation is carried out, the transmitter then the receiver being adjusted. vertically and horizontally, the positions taken in each case being memorized with the reception values recorded here, the intensity profile, recorded by the transmitter, and the sensitivity profile of the receiver being used to set the best position in the receiver. space between the transmitter and the receiver.

11. The method according to claim 10, characterized in that the intensity profile and the sensitivity profile are stored in a protected manner against the absence of voltage.

12. The method of claim 8, characterized in that the measured values, provided by the scattered light measuring device, are used to put into operation or out of service an existing cleaning air system.

Method according to claim 8, characterized in that the correction factor is subjected to a verification of the threshold values and if the threshold value is exceeded, a cleaning signal of the device windows is generated.