PL96239B1 - Uklad do pomiaru widzialnosci atmosfery - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest uklad do pomiaru ^widzialnosci atmosfery.

Znany uklad do pomiaru widzialnosci atmosfery porównuje dwa ciagi modulowanych impulsów swietlnych wiazki roboczej, przechodzacej przez atmosfere i wiazki odniesienia, wytwarzanych przez jedno zródlo swiatla bialego i podawanych na przemian do elektrycznego ukladu porównuja¬ cego te wiazki. Uklad porównujacy zawiera dia¬ fragme o zmiennej aperturze, regulowanej silni¬ kiem rewersyjnym, na która to diafragme poprzez zespól optyczny, kierowana jest skolimowana wiaz¬ ka odniesienia oraz fotodetektor sterujacy tym silnikiem. Na diafragme, poprzez jeden zespól optyczny, kierowana jest skolimowana wiazka od¬ niesienia, a na katode fotodetektora, poprzez dru- .gi zespól optyczny kierowana jest skolimowana wiazka robocza, po przejsciu przez atmosfere. Sil¬ nik rewersyjny, sterowany fotodetektorem, regu¬ luje aperture diafragmy do momentu zrównania sie natezenia wiazki roboczej z natezeniem wiazki odniesienia. Silnik ten sprzegniety jest z pisakiem rejestrujacym widzialnosc atmosfery.

Zakres pomiarowy ukladu wynosi 250 m—6000 m.

Uiska wartosc górnej granicy zakresu pomiarowe¬ go spowodowana jest tym, ze zakres pomiarowy zalezy od dokladnosci zrównania natezenia wiazki roboczej z natezeniem wiazki odniesienia. Przy duzych widzialnosciach, gdy róznica natezen jest mala, czulosc ukladu porównujacego jest zbyt ma¬ la do uruchomienia silnika rewersyjnego.

Istota wynalazku polega na tym, ze uklad po¬ równujacy wiazke robocza z wiazka odniesienia zawiera dwa detektory synchroniczne polaczone kazdy z oddzielna pamiecia, na których jedne wejscia, poprzez fotodetektor liniowy i wzmac¬ niacz logarytmujacy, podawane sa na przemian z pierwszego modulatora na wejscie pierwszego io detektora, po przejsciu przez atmosfere, ciag mo¬ dulowanych impulsów swietlnych wiazki roboczej a z drugiego modulatora, na wejscie drugiego de¬ tektora, ciag modulowanych impulsów swietlnych wiazki odniesienia. Jednoczesnie te ciagi impul- sów podawane sa z modulatorów, kazdy poprzez oddzielny synchronizator, na drugie wejscia detek¬ torów synchronicznych. Ponadto uklad zawiera wzmacniacz róznicowy na którego wejscia poda¬ wane sa, jednoczesnie z obu pamieci, sygnaly od- powiadajace wiazce roboczej i wiazce odniesienia.

Wyjscie wzmacniacza polaczone jest z urzadze¬ niem pomiarowym, rejestrujacym lub wskazuja¬ cym widzialnosc atmosfery.

Wynalazek zostanie ponizej przykladowo objas- niony w oparciu o rysunek na którym przedsta¬ wiony jest schemat blokowy ukladu.

Uklad wedlug wynalazku pracuje na zasadzie porównywania dwóch ciagów modulowanych im¬ pulsów swietlnych wiazki roboczej 4 i wiazki od- 3§ niesienia 5, wytwarzanych przez zródlo swiatla 1)6 23996 3 bialego 1. Wiazki 4 i 5 za pomoca odpowiednio modulatorów 2 i 3, sa modulowane czestotliwos¬ cia 1000 Hz i przelaczane z czestotliwoscia 50 Hz tak, ze modulatory te wysylaja na przemian ciag impulsów swietlnych wiazki roboczej 4 lub wiazki odniesienia 5.

Z modulatora 2 wiazka robocza 4 kolimowana jest przez obiektyw 8a a nastepnie po przejsciu przez atmosfere 9 pada na pryzmat narozny 10, ustawiony w odleglosci okolo 150 m od czesci pomiarowej ukladu, który zmienia kierunek wiaz¬ ki roboczej 4 o 180°. Po odbiciu od pryzmatu 10, wiazka 4 kolimowana jest ponownie przez obiek¬ tyw 8b i poprzez zespól optyczny 13b i 13c poda¬ wana jest na fotodetektor liniowy 14 skad sygnal elektryczny podawany jest na wzmacniacz loga- rytmujacy 15 a nastepnie na jedno wejscie detek¬ tora synchronicznego 16. Jednoczesnie z modulato¬ ra 2 wiazka robocza 4 poprzez zwierciadlo 6 i syn¬ chronizator 11 podawana jest na drugie wejscie detektora 16.

Wiazka odniesienia 5 poprzez zespól optyczny 13a i 13c podawana jest na jedno wejscie detekto¬ ra synchronicznego 17 i jednoczesnie poprzez zwier¬ ciadlo 7 i synchronizator 12 na drugie wejscie te¬ go detektora. Synchronizatory 11 i 12 stanowia fo¬ todetektory, które steruja detektorami synchro¬ nicznymi 16 i 17 tak, ze otwieraja bramke napie¬ ciowa detektora synchronicznego gdy polaczony z tym detektorem synchronizator zostaje oswietlo¬ ny.

Detektory synchroniczne 16 i 17 podaja sygna¬ ly na wejscie wzmacniacza róznicowego 20, poprzez pamieci 18 i 19, zapewniajace jednoczesne podawa¬ nie sygnalów z obu detektorów na wzmacniacz.

Wyjscie wzmacniacza 20 polaczone jest z urzadze¬ niem pomiarowym 21, rejestrujacym lub wskazu¬ jacym widzialnosc atmosfery 9.

Przy duzej odleglosci zródla swiatla 1 od zespo¬ lu optycznego 13a, 13b, 13c, miedzy zwierciadlami 7 i 13a ustawia sie soczewke kolimujaca wiazke odniesienia 5 nie pokazana na rysunku: Przy zwar¬ tej budowie ukladu soczewka taka jest zbedna.

Urzadzenie pomiarowe 21 moze stanowic inte¬ gralna czesc ukladu lub tez moze byc ustawiane w dowolnej odleglosci od pozostalych elementów ukladu, co umozliwia zdalne pomiary.

Przez zastosowanie obróbki elektronicznej sygna¬ lów odpowiadajacych wiazce odniesienia i wiazce 239 4 roboczej, zakres pomiarowy ukladu wynosi 250 m— —20 000 m a zatem czulosc ukladu jest dwukrotnie wieksza od czulosci ukladu stosowanego dotych¬ czas.

Poniewaz widzialnosc atmosfery jest logarytmicz¬ na funkcja czulosci oka obserwatora, zastosowa¬ nie wzmacniacza logarytmujacego pozwala na unik¬ niecie progresji bledu pomiaru przy wiekszych widzialnosciach. io Wyeliminowanie z ukladu porównujacego czesci mechanicznej, w postaci; diafragmy o sterowanej aperturze silnikiem rewersyjnym, zwieksza nieza¬ wodnosc dzialania.

Uklad wedlug wynalazku znajduje zastosowanie w meteorologii a zwlaszcza w komunikacji lotni¬ czej, gdyz otrzymywanie dokladniejszych niz do¬ tychczas danych o widzialnosci atmosfery zwieksza bezpieczenstwo lotów.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Uklad do pomiaru widzialnosci atmosfery, dzia¬ lajacy na zasadzie porównywania dwóch ciagów 25 modulowanych impulsów swietlnych wiazki robo¬ czej przechodzacej przez atmosfere i wiazki od¬ niesienia wytwarzanych przez jedno zródlo swia¬ tla bialego i podawanych na przemian do elektrycz¬ nego ukladu porównujacego, znamienny tym, ze w uklad porównujacy zawiera dwa detektory syn¬ chroniczne (16) i (17) polaczone kazdy z oddzielna pamiecia (18) i (19), wzmacniacz róznicowy (20) na którego wejscia podawane sa jednoczesnie syg¬ nal odpowiadajacy ciagowi impulsów wiazki ro- g| boczej (4) z pamieci (18) i sygnal odpowiadajacy ciagowi impulsów wiazki odniesienia (5) z pamieci (19), a którego wyjscie polaczone jest z urzadze¬ niem pomiarowym (21) oraz fotodetektor liniowy (14) i wzmacniacz logarytmujacy (15) z których An impulsy podawane sa na wejscia detektorów (16), (17), przy czym na wejscie detektora (16) podawa¬ ny jest ciag modulowanych impulsów swietlnych wiazki roboczej (4) przechodzacej przez atmosfere (9), a na wejscie detektora (17) z modulatora (3) ciag modulowanych impulsów swietlnych wiazki odniesienia (5), zas na drugie wejscia detektorów (16), (17) podawane sa impulsy z modulatorów (2) i (3) przechodzace odpowiednio przez synchroniza¬ tory (11) i (12).96 239 ^ 13a i3c ik W {5 I3b 16 i8 20 17 19 21