RU193420U1 - Датчик облачности - Google Patents
Датчик облачности Download PDFInfo
- Publication number
- RU193420U1 RU193420U1 RU2019125671U RU2019125671U RU193420U1 RU 193420 U1 RU193420 U1 RU 193420U1 RU 2019125671 U RU2019125671 U RU 2019125671U RU 2019125671 U RU2019125671 U RU 2019125671U RU 193420 U1 RU193420 U1 RU 193420U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- infrared radiation
- cloudiness
- temperature sensor
- infrared
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01W—METEOROLOGY
- G01W1/00—Meteorology
- G01W1/02—Instruments for indicating weather conditions by measuring two or more variables, e.g. humidity, pressure, temperature, cloud cover or wind speed
- G01W1/04—Instruments for indicating weather conditions by measuring two or more variables, e.g. humidity, pressure, temperature, cloud cover or wind speed giving only separate indications of the variables measured
Landscapes
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Atmospheric Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к гидрометеорологическим устройствам и может быть использована для получения информации об облачности. Сущность: устройство содержит вертикально ориентированный приемник (2) инфракрасного излучения, горизонтально ориентированный приемник (3) инфракрасного излучения и датчик (4) температуры. Технический результат: уменьшение погрешности при оценке наличия облачности за счет сравнения двух радиояркостных температур. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к области измерительной техники и предназначена для обеспечения работы наземных оптических средств и астрономических установок в автоматическом режиме с целью получения информации об облачности.
Известно устройство, которое содержит расположенные последовательно на визирной оси объектив с полем зрения 180° и высокочувствительную телевизионную камеру (ТВ-камеру), помещенные в корпус. Видеосигнал с ТВ-камеры поступает на вход блока накопления кадров, где из него вычитается темновой фон, и исключаются геометрические искажения. Полученное телевизионное изображение, содержащее информацию о протяженных объектах (например, облаках, подсвеченных Луной), и точечных объектах (телевизионных звездах), поступает в формирователь видеосюжета, где на него накладываются изображения координатной сетки, конфигурации созвездий и положение основных звезд из блока запоминания звездного каталога. Информация об облаках, телевизионных звездах с наложенной сеткой, каталожными созвездиями и основными каталожными звездами выводится на экран дисплея [1].
Наиболее близким к заявляемому устройству является решение с инфракрасным датчиком [2]. Датчик облачности содержит приемник инфракрасного излучения, направленный в зенит, и датчик температуры. Инфракрасное излучение, регистрируемое вертикально ориентированным датчиком инфракрасного излучения на базе микросхемы MLX90614 [4], зависит от наличия отражающих объектов в атмосфере и, при наличии облачности, становится больше. В качестве реперной информации используется показания датчика температуры воздуха вблизи земной поверхности. При разнице между температурой воздуха у Земли и показаниями инфракрасного датчика более 20 градусов можно с уверенностью утверждать, что облачности нет, при разнице менее 5 градусов можно с уверенностью утверждать, что облачность есть. Тем не менее, диапазон неопределенности составляет около 15 градусов, что дает заметную погрешность в оценке наличия облачности. Заметный вклад в погрешность дает точность измерения температуры воздуха у Земли. Датчик температуры воздуха подвержен воздействию мешающих факторов, например, нагреву солнечным излучением, и вносит дополнительные ошибки в процесс измерения.
Задачей, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, является уменьшение погрешности в оценке наличия облачности.
Указанный технический результат достигается тем, что известный датчик облачности, содержащий вертикально ориентированный приемник инфракрасного излучения и датчик температуры, снабжен дополнительным горизонтально ориентированным приемником инфракрасного излучения.
Сущность полезной модели поясняется фиг. 1, где изображена функциональная схема устройства.
1 - корпус прибора с отверстиями для приемников инфракрасного излучения, 2 и 3 - приемники инфракрасного излучения, 4 - датчик температуры, 5 - микроконтроллер, 6 - индикатор.
Датчик облачности состоит из корпуса 1 с отверстиями, в которых смонтированы приемники инфракрасного излучения 2 и 3, подключенные к расположенному в корпусе микроконтроллеру 5. Также к микроконтроллеру подключен датчик температуры 4 и индикатор 6, на котором отображается полученная информация.
Работает устройство следующим образом.
Принимается сигнал вертикально ориентированным датчиком инфракрасного излучения 2 и его показания записываются в микроконтроллер 5, в качестве которого используется микроконтроллер Raspberry pi [3]. В качестве датчика используется микросхема MLX90614 в соответствии с ее техническим описанием [4]. По показаниям вертикально ориентированного датчика инфракрасного излучения 2 определяется радиояркостная температура атмосферы в зените над точкой наблюдения. Принимается сигнал горизонтально ориентированного датчиком инфракрасного излучения 3, и по его показаниям определяется радиояркостная температура атмосферы на уровне Земли над точкой наблюдения. Из показаний горизонтально ориентированного датчика инфракрасного излучения в микроконтроллере 5 вычитаются показания вертикально ориентированного датчика инфракрасного излучения. Результат отображается индикатором 6.
Если разница более 14 градусов, то атмосфера безоблачная. Если разница менее 4 градусов, то это соответствует сплошной облачности. Случаи с разницей от 4 до 14 градусов соответствуют облачности с разрывами.
В отличие от показаний датчика температуры, которые определяются измеренной им с некоторой погрешностью температурой воздуха, сигнал горизонтально ориентированного датчика инфракрасного излучения зависит только от радиояркостной температуры именно прилегающего к Земной поверхности слоя воздуха. Это улучшает сопоставимость показаний, так как измеряются одинаковые характеристики. Сравнение сигналов однотипных датчиков даст уменьшение погрешности в оценке наличия облачности.
Датчик температуры в заявляемом устройстве используется для контроля работоспособности всего устройства. Радиояркостная температура при подобной схеме измерений всегда меньше термодинамической. Поэтому превышение значений радиояркостной температуры инфракрасных датчиков значения температуры по показания датчика температуры будет свидетельствовать о неисправности инфракрасных датчиков.
Техническим результатом, обеспечиваемым конструкцией заявленного датчика облачности, является уменьшение погрешности в оценке наличия облачности за счет сравнения двух радиояркостных температур.
Для проверки правильности технического решения было изготовлено два датчика облачности. Они были проверены на полигонах в г. Долгопрудном (как днем, так и ночью) и Амдерме (полярная ночь). Эксплуатировались одновременно два датчика для подтверждения сопоставимости результатов.
Одновременно с измерением разности показаний проводились метеорологические наблюдения. Результаты параллельных метеорологические наблюдений за наличием/отсутствием облачности полностью подтвердили работоспособность датчика облачности и правильность выбранного решения.
Предполагается внедрение полезной модели в местах установки наземных оптических средств и астрономических установок в автоматическом режиме.
Источники информации.
1. Патент РФ на изобретение №2436133. Кл. G01W 1|04 от 10.12.211
2. Инфракрасный датчик облачности. С.В. Назаров, О.Е. Кутков. Крымская астрофизическая обсерватория РАН. Тр. Пулковской молодежной астрономической конференции 2016. С.П.т
3. https://www.raspberrypi.org/
4. http://www.platan.ru/news/MLX90614.shtml.
Claims (1)
- Датчик облачности, содержащий вертикально ориентированный приемник инфракрасного излучения и датчик температуры, отличающийся тем, что в него введен горизонтально ориентированный приемник инфракрасного излучения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019125671U RU193420U1 (ru) | 2019-08-13 | 2019-08-13 | Датчик облачности |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019125671U RU193420U1 (ru) | 2019-08-13 | 2019-08-13 | Датчик облачности |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU193420U1 true RU193420U1 (ru) | 2019-10-29 |
Family
ID=68500042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019125671U RU193420U1 (ru) | 2019-08-13 | 2019-08-13 | Датчик облачности |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU193420U1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040135989A1 (en) * | 2003-01-09 | 2004-07-15 | Klebe Dimitri I | Cloud sensor |
| CN201104273Y (zh) * | 2007-07-13 | 2008-08-20 | 中国人民解放军理工大学气象学院 | 基于红外的测云传感器 |
| EP3198311A1 (fr) * | 2014-09-26 | 2017-08-02 | Reuniwatt | Ensemble et procédé de détection pour l'identification et le suivi de nuage dans une zone du ciel observée |
| WO2018067996A1 (en) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | View, Inc. | Infrared cloud detector systems and methods |
| CN108594329A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-09-28 | 中国科学院云南天文台 | 一种全天域红外云量计及测量方法 |
-
2019
- 2019-08-13 RU RU2019125671U patent/RU193420U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040135989A1 (en) * | 2003-01-09 | 2004-07-15 | Klebe Dimitri I | Cloud sensor |
| CN201104273Y (zh) * | 2007-07-13 | 2008-08-20 | 中国人民解放军理工大学气象学院 | 基于红外的测云传感器 |
| EP3198311A1 (fr) * | 2014-09-26 | 2017-08-02 | Reuniwatt | Ensemble et procédé de détection pour l'identification et le suivi de nuage dans une zone du ciel observée |
| WO2018067996A1 (en) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | View, Inc. | Infrared cloud detector systems and methods |
| CN108594329A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-09-28 | 中国科学院云南天文台 | 一种全天域红外云量计及测量方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6680788B2 (ja) | 空の観察領域内の雲を特定及び監視するための検出装置及び方法 | |
| Le Floc'h et al. | Are the hosts of gamma-ray bursts sub-luminous and blue galaxies? | |
| Wacker et al. | Cloud observations in Switzerland using hemispherical sky cameras | |
| US20160127642A1 (en) | Wide-scale terrestrial light-field imaging of the sky | |
| US20170363541A1 (en) | Quantifying gas in passive optical gas imaging | |
| US20160223588A1 (en) | Measurement device for lighting installations and related methods | |
| CN107534734B (zh) | 具有热成像能力的湿度测量装置及相关方法 | |
| US10740609B1 (en) | System and method for space object detection in daytime sky images | |
| Chauvin et al. | Modelling the clear-sky intensity distribution using a sky imager | |
| CN102004078B (zh) | 基于目标的烟雾检测的系统和方法 | |
| CA2826115A1 (en) | System and method for leak detection | |
| US8796604B2 (en) | Apparatus having a controllable filter matrix to selectively acquire different components of solar irradiance | |
| KR101969841B1 (ko) | 정밀조도를 활용한 전천카메라 기반의 구름 관측 시스템 | |
| RU193420U1 (ru) | Датчик облачности | |
| CN109141368B (zh) | 一种高定位精度星载成像系统及方法 | |
| Skidmore et al. | All sky camera observations of cloud and light pollution at thirty meter telescope candidate sites | |
| Du et al. | Quantification of atmospheric visibility with dual digital cameras during daytime and nighttime | |
| RU104709U1 (ru) | Устройство для детектирования ультрафиолетового излучения в уф-с диапазоне | |
| RU2436133C2 (ru) | Датчик ночной облачности | |
| RU2678950C1 (ru) | Способ оценки облачности ночной атмосферы и датчик ночной облачности для его осуществления | |
| Birch et al. | InGaAs focal plane array for transient astronomy in the NIR | |
| CN111623879B (zh) | 一种红外体温筛查系统制冷型红外探测器测试方法 | |
| JP6750672B2 (ja) | ガス観測方法 | |
| dos Reis Benatto et al. | Image Processing for daylight Electroluminescence PV Imaging acquired in movement | |
| Swindle et al. | Haleakalā sky polarization: full-sky observations and modeling |