SE466821B - Anordning foer att vid ett aktivt optiskt zonroer aastadkomma foerhoejd taalighet mot nederboerd, roek, moln etc - Google Patents

Description

466 821 genom val av ett största tillåtna löptidsintervall mellan de sända och reflekterade pulserna.

Vid optiska zonrör är det väl känt att aerosoler förorsakar störning i detekteringen genom att inom känslighetsomràdet re- flektera den utsända optiska strålningen mot mottagningsorga- net. Huvuddelen av denna störsignal kommer från den del av av- känningsområdet som befinner sig närmast områdets inre gräns.

Vid förut kända zonrör har man t ex använt mätbas och korsan- de lober med den yttre korsningsgränsen vid zonrörets utlös- ningsavstånd och den inre korsningsgränsen nära zonröret. Ut- lösning av zonröret har således skett vid inträdet i avkän- ningsområdet som varit väldefinierat till åtminstone sin yttergräns.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN TEKNISKT PROBLEM Zonrörets mottagare måste i tidigare kända konstruktioner dimensioneras med tillräcklig känslighet för att kunna de- tektera mål vid känslighetsområdets yttre gräns. Eftersom hu- vuddelen av den av aerosoler reflekterande signalen kommer från känslighetsområdets inre del och således har kortare väglängd behövs en förhållandevis liten grad av aerosolreflexion för att zonrörets funktion skall störas.

LÖSNINGEN Det nya zonröret arbetar efter annan princip än det tidigare kända. Den väldefinierade inre gränsen för avkänningsområdet bibehàlles, medan den yttre avkänningsgränsen i en utförings- form kan väljas mera diffus och kan även i vissa fall helt få utgå.

Föreliggande uppfinning har som huvudändamål att öka tåligheten 466 821 mot aerosoler med bibehållande av en förhållandevis enkel uppbyggnad på zonröret som sådant.

Ett första kännetecken för uppfinningen är att på detektororgan i mottagningsorganet, på grund av den optiska reflekterade signalen, erhållen mottagningssignal efter förstärkning är di- rekt påförbar ett i signalbehandlingsenheten ingående tröskel- organ som därvid möjliggör att den inre gränsen/utlösningsgrän- sen uppträder väldefinierat, och att en i signalbehandlingsen- heten medelst tröskelorganet och i beroende av mottagningssig- nalen bildad signal är pâförbar ett bakkantspåverkat vipporgan som initieras för utlösning av aktiveringssignalen då bakkanten uppträder på den i signalbehandlingsenheten bildade signalen.

I det fall sänd- och mottagningsorganen arbetar med varandra åtminstone teoretiskt korsande lober kan den yttre korsnings- gränsen väljas så att den blir belägen i nära anslutning till oändlighetsavståndet, dvs mottagningslobens ena begränsnings- linje sträcker sig nästa parallellt med centrumlinjen för sänd- loben.

Sänd- och mottagningsorganen kan i en alternativ utföringsform även arbeta med tätt uppträdande korta pulser, varvid signal- behandlingsenheten företrädesvis innefattar något slag av jäm- förande kretsar som avkänner de utsända och mottagna reflek- terade pulser över tröskelorganets nivå och vid en löptid mel- lan dessa som ligger inom ett förutbestämt löptidsintervall, som definierar nämnda inre och yttre avkänningsgränser i avkänningsområdet, alstrar en till utnyttjat vipporgan tillför- bar signal.

I fallet med löptidsavkänning kan vipporganet innefatta en första återkopplingsbar monostabil vippa som mottar signalen från de jämförande kretsarna och en till den första vippan ansluten bakkantstriggad andra vippa.

Genom ovanstående erhålles en väsentlig förbättring av moln, rök- och nederbördstàligheten genom att zonrörets avkännings- omràde är beläget utanför utlösningsområdet. Det ger förhål- 466 821 landevis lång väglängd för den totala störningsreflektionen och därmed kraftig dämpning av denna.

FIGURBESKRIVNING För närvarande föreslagna utföringsformer av en anordning som uppvisar de för uppfinningen signifikativa kännetecknen skall beskrivas i nedanstående under närmare hänvisning till bifogade ritningar där: figur figur figur figur figur figur figur l la 3a-3c »ß 6a-6g i principschemaform visar sänd- och mottagningsor- gan som arbetar med varandra korsande lober med inre och yttre avkänningsgränser, i diagramform visar amplitudtillväxten i den reflekterade mottagna signalen som funktion av avståndet inom avkänningsområdet, i blockschemaform visar sänd- och mottagnings- enheter och en till mottagningsenheten ansluten signalbehandlingsenhet, visar förekommande signaler i olika delar av sig- nalbehandlingsenheten enligt figuren 2, i principschemaform visar en utföringsform där sänd- och mottagningsorganen arbetar med tätt ut- sända och mottagna korta pulser, i blockschemaform visar sänd- och mottagningsorgan samt signalbehandlingsenheten för utförandet en- ligt figuren 4, och visar signaler som uppträder i olika punkter i signalbehandlingsenheten enligt figuren 5. 466 821 DETALJERAT UTFÖR INGSEXEMPEL Figur 1 visar delvis en bärare med 1. Bäraren är försedd med ett framåtblickande zonrör med sändorgan 2 och mottagningsor- gan 3 för optisk strålning. Sänd- och mottagningsorganen kan vara av känt slag. Av mottagningsorganet är visat en lins 3a, en bländare 3b och en detektor 3c. En till mottagningsorganet ansluten signalbehandlingsenhet är visad med 4. Ett till enhe- ten 4 anslutet tändorgan eller annat initieringsorgan har be- teckningen 5. Tändorganet utlöser en ej visad funktion eller last i bäraren 1.

En utgående optisk strållob från sändorganet 2 anges med gränslinjer 6, 7. Mottagningslobens gränslinjer visas med 8 och 9 och den första gränslinjen 8 sträcker sig med mycket spetsig vinkel mot eller nästan parallellt med sändlobens centrumlinje. Mottagningslobens andra gränslinje 9 korsar sändlobens centrumlinje på ett avstånd L fràn genomskärnings- planet för linsen 3c. Avståndet mellan nämnda plan och mot- tagningslobens yttre linje 8 är angivet med L'. Avkännings- området är således definierat av nämnda inre och yttre av- stånd L, L'. Den inre avkänninggränsen är angiven med AG. Av- känningsomràdet AV är sektionerat i figuren. Ett mål 10 ref- lekterar via sin yta l0a den från sändorganet utsända strålningen till mottagningsdetektorn 3c då det befinner sig inom nämnda avkänningsomràde. I detektorn 3c alstras en av den reflekterade mottagna strålningen beroende signal i, vars amplitud stiger ju närmare målet kommer den inre korsnings- gränsen 9. I ett förutbestämt läge inom området passerar amplituden en inlagd tröskelnivå Tn. Vid passagen av den inre korsningsgränsen faller signalamplituden abrubt till ett värde ner mot noll. Detta plötsliga amplitudfall utnyttjas i enlighet med nedanstående för att utlösa en aktiveringssignal i' från signalbehandlingsenheten. Nämnda aktiveringssignal påverkar tändorganet 5.

Figuren la visar som funktion av avståndet den i ovanstående beskrivna signalamplitudtillväxten inom avkänningsomràdet samt 466 821 den hastiga amplitudsänkningen då målet passerar områdets inre gräns på avståndet L. Nämnda tröskelnivå är angiven med Tn .

I figuren 2 anges med motsvarande beteckningar som i figuren 1 nämnda sänd- och mottagningsorgan. Signalbehandlingsenheten 4 är visad i mera detalj. Enheten innefattar en förstärkare ll, en tröskelkrets 1? och ett vipporgan 13. Delarna 11, 12 och 13 kan utgöras av känt slag. Vipporganet 13 utgöres t ex av en bakkantriggad MS-vippa (master-slavevippa) eller en D-vippa (=data-vippa). Figurerna 3a, 3b och 3c visar de signaler som uppkommer i de i figuren 2 med motsvarande figurbeteckningar angivna punkterna. Figur 3a motsvarar figuren la och visar amplituden i signalen i under målets relativa ningsomràdet. Figuren 3b visar på motsvarande rörelse i avkän- sätt pulsen i" i då denna nått en på förhand bestämd nivå Tn som bestäms av tröskelkretsen.

Ut- över nämnda tröskelnivå bestämmes längden på pulsen i" av efter tröskelorganet som påverkas av signalen Figuren 3c visar den från vipporganet avgivna pulsen i'. màlets passage ut ur avkänningsområdet då signalen i i prin- cip försvinner. Pulsens bakre flank är indikerad med beteck- ningen bak. Denna bakre flank påverkar eller triggar vippor- ganet så att detta slår om och på sin utgång avger aktive- ringssignalen i'.

I figuren 4 har motsvarande olika enheter givits samma beteck- ningar som i figuren l men kompletterats med ' tecken. I detta fall utsänder sändorganet 2' korta tätt uppträdande pulser enligt figuren 6a. Som exempel kan nämnas att 10.000 pulser kan sändas per sekund och respektive puls har en varaktighet av storleken nanosekunder. I figuren 4 är den optiska strålningen indikerad med 14 respektive 15.

Figuren 6b visar mottagna på målytan 10a' reflekterade pulser.

I figuren 6b är löptiderna mellan respektive utsänd och mot- tagen reflekterad puls angiven med t', t", t"'. Nämnda löp- tider är olika och avser att illustrera att målet inom avkänningsområdet närmar sig relativt bäraren 1' inom avkän- 466 821 ningsområdet. Avkänningsområdets inner- och yttergränser fastställes med hjälp av signalenheten 4' som visas mera de- taljerat i figuren 5. Signalerna enligt figurerna 6a-6g uppträder i de med motsvarande figurbeteckningar angivna punk- terna enligt figuren 5. Signalbehandlingsenheten bestämmer av- känningsomràdets storlek med hjälp av mätning av löptiderna mellan utsända och reflekterade pulser.

Signalbehandlingsenheten innefattar en till mottagningsorganet 3' ansluten förstärkare 16 (jämför figur 2). I detta fall in- går även ett tröskelorgan 17. Enheten 4' arbetar även med en referenskrets som är ansluten till sändorganet och innefattar en fördröjningskrets 18 och en monostabil vippa 19. Utgångarna på tröskelorganet 17 och den monostabila vippan 19 är anslutna till ingångarna på en OCH-grind 20. Utgången på denna grind är ansluten till en êtertriggningsbar monostabil vippa 21 som i sin tur styr en bakkanttriggad vippa 22. Den monostabila vippan 21 har en pulslängd som överstiger pulsintervallet hos de utsända pulserna från sändorganet 2. Den monostabila vippan 19 triggas av respektive utsända puls via fördröjningsorganet 18.

Så länge den monostabila vippan ligger tillslagen, då pulsen enligt figuren 6 från tröskelorganets 17 utgång uppträder, föreligger aktiveringsvillkor för OCH-grinden 20. Detta innebär att den återtriggbara monostabila vippan förblir tillslagen och att den bakkanttriggade vippan icke avger sin utgångssignal.

Detta tillstånd föreligger för löptider av värden som indike- ras med t' och t". När löptiderna är kortare, t ex så korta som t"' uppträder pulsen från tröskelorganets 17 utgång innan den monostabila vippan 19 hunnit slå till. Aktiveringsvillkoret för OCH-grinden upphör och ingen signal erhålles på grindut- gången ifråga. Den átertriggbara monostabila vippan slår ifrån och triggar eller påverkar med sin bakkant bak' den bak- kanttriggade vippan 22 som avger signalen i'. överstiger löptiden mellan utsänd och mottagen puls enligt figurerna 6a och 6b tillslagstiden för den monostabila vippan 17 föreligger inte heller aktiveringsvillkoret för OCH-grinden 20, vilket medför att den âtertriggningsbara monostabila vippan även i detta fall slår ifrån och med sin bakkant triggar eller på- 466 821 verkar vippan 22. Med hjälp av fördröjningskretsen 18 och tillslagstiden för den monostabila vippan kan således de inre och yttre gränserna för zonrörets avkänningsområde bestämmas.

I figurerna 6a-6g har signalen från sändorganet indikerats med is, signalen från tröskelorganet indikerats med iT, signalen från vippan 19 indikerats med iv, signalen från grinden 20 in- dikerat smed ig och signalen från vippan 21 med ivl. övriga signaler anges i ovanstående.

Uppfinningen är inte begränsad till den såsom exempel visade utföringsformen utan kan underkastas modifikationer inom ramen för efterföljande patentkrav och uppfinningstanken.

Claims (3)

466 821 Patentkrav

1. Anordning för att vid ett aktivt optiskt zonrör åstadkoma förhöjd tålighet mot nederbörd, rök, moln, etc och innefattande sänd- och mot- tagningsenheter (2, 2' resp. 3, 3') för optisk strålning och en signal- behandlingsenhet (4, 4') och avsedd att reagera för ett mål (10, lO') som befinner sig i zonrörets avkänningsområde (AV) och reflekterar från sändorganet (2, 2') utsänd optisk strålning till mottagningsorganet, varvid avkänningsområdet närmast en bärare (l, l') av zonröret uppvisar en inre avkänningsgräns (AG), avkänningsområdet är riktat rakt eller snett framåt så att reflekterad signal erhålles medan avståndet till målet ännu överstiger zonrörets utlösningsgräns, att känslighetsområd- ets inre gräns samanfaller med utlösningsgränsen och signalbehand- lingsenheten arbetar med förberedande signalbehandling och/eller tid- mätning av den reflekterade signalen då målet befinner sig inom avkän- ningsområdet samt utlöser en aktiveringssignal (i') först då målet passerar den inre avkänningsgränsen (AG), k ä n n e t e c k n a d där- av, att på detektororgan (3) i mottagningsorganet, på grund av den optiska reflekterade signalen, erhållen mottagningssignal (i) efter förstärkning är direkt påförbar ett i signalbehandlingsenheten ingående tröskelorgan (12, 17) som därvid möjliggör att den inre gränsen/utlös- ningsgränsen uppträder väldefinierat, och att en i signalbehandlingsen- heten medelst tröskelorganet och i beroende av mottagningssignalen bildad signal är påförbar ett bakkantspâverkat vipporgan (13, 22) som initieras för utlösning av aktiveringssignalen (i') då bakkanten upp- träder på den i signalbehandlingsenheten bildade signalen.

2. Anordning patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d därav, att sänd- och mottagningsorganens optiska strållober (6, 7 resp. 8, 9) korsar varandra och att inre och yttre avkänningsavstånd är bestämbara medelst korsningsgränserna för loberna.

3. Anordning enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att sändorganet (2') utsänder optisk strålning i form av tätt uppträdande korta pulser och att signalbehandlingsenheten innefattar jämförande kretsar som avkänner både de utsända och mottagna reflekterade pulser över tröskelnivå (Tn) och vid en löptid (t', t") mellan dessa som ligger inom ett förutbestämt löptidsintervall som definierar nämnda inre och yttre gränser i avkänningsområdet alstrar en till vipporganet tillförbar signal.