SU1141851A1 - Method of determining inner scale of turbulence in the atmosphere - Google Patents

Method of determining inner scale of turbulence in the atmosphere Download PDF

Info

Publication number
SU1141851A1
SU1141851A1 SU802930968A SU2930968A SU1141851A1 SU 1141851 A1 SU1141851 A1 SU 1141851A1 SU 802930968 A SU802930968 A SU 802930968A SU 2930968 A SU2930968 A SU 2930968A SU 1141851 A1 SU1141851 A1 SU 1141851A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
beams
turbulence
atmosphere
fluctuations
scale
Prior art date
Application number
SU802930968A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
И.П. Лукин
Original Assignee
Институт Оптики Атмосферы Со Ан Ссср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Оптики Атмосферы Со Ан Ссср filed Critical Институт Оптики Атмосферы Со Ан Ссср
Priority to SU802930968A priority Critical patent/SU1141851A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1141851A1 publication Critical patent/SU1141851A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯВНУТРЕННЕГО МАСШТАБА ТУРБУЛЕНТНОСТИ В ATМОСФЕРЕ путем посьтки в исследуемую область двух пучков оптического излучени  по трассам одинаковой длины, приема излучени , прошедшего через точечные диафрагмы, и определени  дисперсии флуктуации интенсивности в каждом пучке, отличающийс   тем, что,с целью повьшени  точности и чувствительности измерений, а также возможности измерений в замутненной атмосфере, посылают пучки одинаковой геометрии, но с различными длинами волн, определ ют дополнительно взаимную коррел цию флуктуации интенсивности и по отношению взаимной коррел ции к разности дисперсий флуктуации в пучках суд т об искомом параметре. (ЛMETHOD OPREDELENIYAVNUTRENNEGO scale of turbulence in ATMOSFERE by postki in the investigated area of two beams of optical radiation along the routes of the same length, receiving the radiation transmitted through the pinhole, and the intensity fluctuation variance determining in each beam, characterized in that, in order povsheni accuracy and sensitivity, as well as measurement capabilities in a turbid atmosphere, send beams of the same geometry, but with different wavelengths, determine additionally the mutual correlation intensity fluctuations with respect to the cross-correlation difference fluctuations dispersions beams judged on the desired parameter. (L

Description

Изобретение относитс  к атмосферной оптике и может быть использовано дл  дистанционного определени  внут- . реннего масштаба турбулентности, как. в чистой, так и в замутненной атмосфере (во врем  выпадани  дожд  или мороси, в облаке, в тумане и т.п).The invention relates to atmospheric optics and can be used to remotely detect internal. The scale of turbulence is as. in a clean and cloudy atmosphere (during rain or drizzle, in a cloud, in a fog, etc.).

Известен способ определени  внутреннего масштаба турбулентности в ат-. мосфере, по которому излучение от двух точечных источников посьшают в атмосферу, принимают их излучение после прохождени  трасс различной длины через точечные диафрагмы,измер ют дисперсию интенсивности в каждом из пучков излучени  и определ ют отношение этих дисперсий, по которым суд т об искомом параметре..There is a method for determining the internal scale of turbulence in at-. In the sphere, in which radiation from two point sources is brought into the atmosphere, their radiation is received after passing paths of various lengths through point diaphragms, the intensity dispersion in each of the radiation beams is measured and the ratio of these dispersions is determined by the parameter being searched for.

Недостатком способа  вл етс  нё обходимость использовани  двух трассThe disadvantage of this method is the need to use two tracks.

различной длины,что приводит к снижению точности за счет неоднородности . турбулентности вдоль трасс распространени . При этом необходимость измерени  очень малого уровн  дисперсии флуктуации интенсивности на более ко00 роткой трассе накладывает существенсд ное ограничение на чувствительность способа. Кроме того, использование двух трасс требует оборудовани  тоех аппаратурных пунктовdifferent lengths, which leads to a decrease in accuracy due to heterogeneity. turbulence along propagation paths. At the same time, the need to measure a very small level of dispersion of intensity fluctuations on a shorter path imposes a significant limitation on the sensitivity of the method. In addition, the use of two routes requires the equipment of hardware points

Наиболее близким к описываемому способу по существу решени  технической задачи  вл етс  способ определени  внутреннего масштаба турбулентности , по которому посыпают в исследуемую область по трассам одинаковой -длины два пучка оптического излучени  с различной геометрией, принимают прошедшее излучение через точеч311А ные диафрагмы, измер ют дисперсии флуктУаций интенсивности в каждом пучке и по отношению этих дисперсий суд т об искомом параметре, Однако этот способ обладает следующими недостатками;, Использование пучков оптического излучени  различной геометрии ведет к погрешности измерений Так, во флуктуации интенсивности широкого коллимированного пучка оптического излучени  дают основной вклад неоднородности , расположенные у передатчика , в то врем  как во флуктуации интенсивности расход щегос  пучка оптического излучени  основной вклад дают неоднородности в центральной части трассы и, следовательно, неоднородность характеристик атмосферной турбулентности в пространстве может привести к ошибкам измерений Небольша  прот женность измерительной трассы приводит к малым значени м дисперсии флуктуации интенсив ности в расход щемс  пучке излучени , что снижает чувствительность способа. Способ не может использоватьс  в замутненной атмосфере, Целью изобретени   вл етс  повышение точности и чувствительности, а также возможность измерений в замутненной атмосфере. Это достигаетс  тем, что в спосо бе определени  внутреннего масштаба турбулентности в атмосфере путем по сылки в исследуемую область двух пзгчков оптического излучени  по тра сам одинаковой длины, приема прошед шего излучени  через точечные диафрагмы и определени  дисперсии флуктуации интенсивности в каждом пучке посылают пучки одинаковой геометрии , но с различными длинами волн, определ ют дополнительно взаимную коррел цию флуктуации интенсивности и по отношению взаимной коррел ции к разности дисперсий флуктуации в пучках суд т об искомом параметре На фиг,1 изображен схема реализ ции данного способа; на фиго 2 графики зависимости внутреннего масштаба турбулентности (lo) от (j) отношени  взаимной коррел ции к разности дисперсии флуктуации интенсивности в обоих пучках. Способ реализуетс  следующим образом Два одинаковых пучка оптического излучени  - от лазера 1 с дпиной волны Л ч и от лазера 2 с длиной волны Л г - направл ют по измерительной трассе 3 и принимают фотоприемниками А и 5, установленными за точечными диафрагмами 6 и 7 и интерференционными светофильтрами 8 и 9,настроенными на длину волны своего лазера каждый Электрические сигналы с фотоприемников 4 и 5, пропорциональные флуктуаци м интенсивности (или логарифму амплитуды) оптического излучени , принимают устройством 10, измер ющим дисперсию d(A-i) и )(j.) флуктуации интенсивности (или логарифма амплитуды) в обоих пучках и их взаимную коррел цию f (Л Я.), Затем вычисл ют отношение Г(Л,,Я4) (Л,) -a (Ajl и по расчетной зависимости 1 от (см фиГс2) определ ют параметр (внутренний масштаб турбулентности) Описываемый способ позвол ет повысить точность измерений, так как использование пучков одинаковой геометрии позвол ет исключить вли ние неоднородности турбулентности,возникающее при использовании пучков различной геометрии Выбором прот женности трассы, на которую не накладьгоаютс  жесткие ограничени , как в прототипе, а также выбором геометрии пучков можно повысить чувствительность способа Использование пучков одинаковой геометрии позвол ет устранить вклад аэрозол  при вычислении ЗГ , а следовательно использовать способ в замутненной атмосфереThe closest to the described method is essentially the solution of the technical problem is a method for determining the internal scale of turbulence, which sprinkle two beams of optical radiation with different geometry into the study area along tracks of the same length, measure the transmitted radiation through point diaphragms, measure the dispersions of intensity fluctuations in each beam and in relation to these dispersions, the parameter being sought is judged. However, this method has the following disadvantages; the use of optical beams Radiation of different geometry leads to measurement errors. Thus, fluctuations of the intensity of a wide collimated optical radiation beam make the main contribution to the inhomogeneity located at the transmitter, while in the intensity fluctuations of the diverging beam of the optical radiation the main contribution comes from inhomogeneity in the central part of the path and, therefore, , inhomogeneity of the atmospheric turbulence characteristics in space can lead to measurement errors. The measurement path length is small. leads to small dispersion of intensity fluctuations in the divergent radiation beam, which reduces the sensitivity of the method. The method cannot be used in a cloudy atmosphere. The aim of the invention is to improve accuracy and sensitivity, as well as the possibility of measurements in a cloudy atmosphere. This is achieved by the fact that in the method of determining the internal scale of turbulence in the atmosphere by sending two optical paths of the same length to the area under study, receiving the transmitted radiation through pinholes and determining the dispersion of intensity fluctuations in each beam, beams of the same geometry are sent. but with different wavelengths, the mutual correlation of the intensity fluctuations is additionally determined and, with respect to the mutual correlation to the difference of the dispersions, the fluctuations in the beams judge unknown parameters Figure 1 shows a diagram of the method impl tion; Fig 2 shows the graphs of the dependence of the internal scale of turbulence (lo) on (j) the ratio of mutual correlation to the difference in dispersion of intensity fluctuations in both beams. The method is implemented as follows. Two identical beams of optical radiation — from laser 1 with a dpine wavelength L h and from laser 2 with a wavelength L g — are directed along measuring path 3 and are received by photoreceivers A and 5, mounted behind point-shaped diaphragms 6 and 7 and interference light filters 8 and 9, each tuned to their own laser wavelength. Electrical signals from photodetectors 4 and 5, proportional to the intensity fluctuations (or amplitude logarithm) of the optical radiation, are received by device 10, which measures the dispersion d (Ai) i) (j.) intensity fluctuations (or logarithm of amplitude) in both beams and their mutual correlation f (L Ya.), Then calculate the ratio Г (Л ,, Я4) (Л,) -a (Ajl and calculated dependencies 1 on (see FIGS2) determine the parameter (internal turbulence scale) The described method allows to increase the measurement accuracy, since the use of beams of the same geometry eliminates the influence of the nonuniformity of turbulence that occurs when using beams of different geometry do not overlap anicheni as in the prior art, and for this geometry beams can increase the sensitivity of the method using the same beam geometry eliminates the contribution of aerosol in the calculation of the MO, and consequently to use the method in an atmosphere turbid

Claims (1)

-СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ'ВНУТРЕННЕГО МАСШТАБА ТУРБУЛЕНТНОСТИ В АТМОСФЕРЕ путем посыпки в исследуемую - METHOD FOR DETERMINING THE 'INTERNAL SCALE OF TURBULENCE IN THE ATMOSPHERE by sprinkling into the studied
SU802930968A 1980-05-26 1980-05-26 Method of determining inner scale of turbulence in the atmosphere SU1141851A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802930968A SU1141851A1 (en) 1980-05-26 1980-05-26 Method of determining inner scale of turbulence in the atmosphere

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802930968A SU1141851A1 (en) 1980-05-26 1980-05-26 Method of determining inner scale of turbulence in the atmosphere

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1141851A1 true SU1141851A1 (en) 1989-08-07

Family

ID=20898239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802930968A SU1141851A1 (en) 1980-05-26 1980-05-26 Method of determining inner scale of turbulence in the atmosphere

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1141851A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
РоМ.Livingston. Proposed Method of Inner Scall. Measuremeht in a Turbulent Atmosphere. Applied Optius l2, № 3, p. 684-687, 1972,. Авторское свидетельство СССР №.711837. кл. G 01 N 21/47, 1979. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4414885B2 (en) Coherent absorption difference rider (DIAL)
US5214484A (en) Apparatus for measuring meteorological parameters
CN101923162A (en) Raman lidar calibration device and calibration method thereof
CN107850533A (en) Concentration measurement apparatus
CN111122500A (en) Gas concentration remote sensing detection device and method based on coherent detection method
EP0168182A2 (en) Optical measurement apparatus
CN111208084A (en) Optical fiber gas concentration remote sensing detection device and method based on coherent detection method
US4929077A (en) Interferometric range finder
SU1141851A1 (en) Method of determining inner scale of turbulence in the atmosphere
RU186572U1 (en) TWO-WAVE POLARIZATION LIDAR
SU711837A1 (en) Method of determination internal scale of turbulence
CN206515231U (en) A kind of humidity measuring instrument based on Difference Absorption technology
US4624573A (en) Total optical loss measurement device
SU1091076A1 (en) Optical doppler meter of reynolds stresses in liquid or gas flow
SU1613859A1 (en) Method of phase determination of distance
SU1179757A1 (en) Method for remote measurement of laser beam diameter
SU1721512A1 (en) Method for measuring velocity of large-scale and stratified flows
RU2016217C1 (en) Method and apparatus for quantitative estimation of fuel spraying nozzle quality
RU1297599C (en) Method of measuring speed of wind
SU1067953A1 (en) Method of measuring laser gauss beam neck radius
SU987864A1 (en) Method of measuring electron density in a beam
SU888042A1 (en) Device for processing laser anemometer doppler signal
JPH04102048A (en) Laser type method and apparatus for measuring air transmission in tunnel
RU780676C (en) Method of determining characteristics of atmosphere
SU702839A1 (en) Method of determining structural characteristics of refraction index