SU1165900A1

SU1165900A1 - Plusing nephelometer

Info

Publication number: SU1165900A1
Application number: SU843685220A
Authority: SU
Inventors: Владимир Николаевич Аднашкин; Роберт Алексеевич Круглов
Original assignee: Главная геофизическая обсерватория им.А.И.Воейкова
Priority date: 1984-01-05
Filing date: 1984-01-05
Publication date: 1985-07-07

Abstract

ИМПУЛЬСНЫЙ НЕФЕЛОМЕТР, содержащий источник световых импульсов и фотопреобразователь, оптически , св занные через оптическую схему, накопительный конденсатор, к входу которого подключен фотопреобразователь , а к выходу - один вход сравнивающего устройства, другой вход которого подключен к источнику опорного напр жени , отличающ и и. с тем, что, с целью линеаризации выходного электрического сигнала относительно метеорологической дальности видимости и .повышени помехоустойчивости, в него введены разр дный ключ и счетчик импульсов, один вход которого соединен с источником световых импульсов, а другой вход - с выходом сравнивающего устройства и с управл ющим входом разр дного ключа, выход которого подключен к накопительному конСО денсатору, причем выход счетчика импульсов вл етс выходом нефелометра.A PULSE NEFELOMETER containing a source of light pulses and a phototransducer optically coupled through an optical circuit, a storage capacitor, to the input of which a phototransducer is connected, and to the output one input of a comparison device, the other input to which is connected to a source of reference voltage is different and. so that, in order to linearize the output electrical signal relative to the meteorological visibility range and improve noise immunity, a bit switch and a pulse counter are entered into it, one input of which is connected to the source of light pulses and the other input The input of the bit switch, the output of which is connected to the storage capacitor, the output of the pulse counter is the output of the nephelometer.

Description

Од СПOd sp

соwith

Изобретение относитс к метеорологическому ) приборостроению и предназначено дл измерени метеорологической дальности видимости (ВДВ) .. The invention relates to meteorological instrumentation and is intended to measure meteorological visibility range (airborne).

Известен импульсный нефелометр, содержащий оптическую схему дл формировани на фотопреобразователе сигнала, пропорционального показателю -рассе ни света исследуемой средой ij .A pulsed nephelometer is known that contains an optical circuit for forming a signal on a photoconverter that is proportional to the γ-light scattering parameter by the medium ij under study.

Недостатком устройства вл етс ограниченные линейность и помехоустойчивость .The disadvantage of the device is limited linearity and noise immunity.

Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс импульсный нефелометр, содержащий источник световых импульсов и фот.опреобразователь , оптически св занны через оптическую схему, накопительньй конденсатор, к входу которого подключен Фотопреобразователь, а к выходу - один вход сравнивающего устройства, другой вход которого поключен к источнику опорного напр же ни 2 .The closest technical solution to the invention is a pulsed nephelometer containing a source of light pulses and a photo converter, optically coupled through an optical circuit, a storage capacitor, to the input of which the Photo Converter is connected, and to the output one input of a comparison device, the other input of which is connected to source reference for example 2.

К недостаткам известного устройства следует отнести нелинейную св зь выходного сигнала с наиболее употребительным в метеорологической практике параметром - (ВДВ). Это затрудн ет реализацию цифровой индикации , преп тствует использованию прибора в качестве датчика автоматической метеостанции, ввиду того, что требуетс дополнительное функциональное преобразование показател рассе ни в обратную ему величину (ЩВ). Кроме того, известное устройство имеет недостаточную помехоустойчивость и, как следствие, низкое быстродействие, ввиду больимх временных затрат на фильтрацию помехи от фоновой засветки фотопреобразовател .The disadvantages of the known device include the non-linear connection of the output signal with the most commonly used parameter in meteorological practice - (VDV). This complicates the implementation of digital indications, prevents the instrument from being used as an automatic weather station sensor, due to the fact that an additional functional conversion of the scattering indicator to its reciprocal value is required. In addition, the known device has a low noise immunity and, as a result, low performance, due to the high time spent on filtering interference from the background illumination of the photoconverter.

Цель изобретени - линеаризаци выходного электрического сигнала относительно метеорологической дальности видимости и повышение помехоустойчивости .The purpose of the invention is to linearize the electrical output signal relative to the meteorological visibility range and increase noise immunity.

Поставленна цель достигаетс тем, что в импульсный нефелометр, содержащий источник световых импульсов и фотопреобразователь, оптически св занньте через оптическую схему накопительный конденсатор, к входу кторого подключен фотопреобразователь а к вьсходу - один вход сравнивающего устройства, другой вход которого подключен к источнику опорного напр жени , введены разр дный ключ и счетчик импульсов, один вход которого соединен с источником светов импульсов, а другой вход - с выходом сравнивающего устройства и с управл ющим входом разр дного ключа, выход которого подключен к накопительному конденсатору, причем выход счетчика импульсов вл етс выходом нефелометра.The goal is achieved by the fact that a pulsed nephelometer containing a source of light pulses and a phototransducer is optically connected through an optical system to a storage capacitor, a phototransducer is connected to the input and one input of the comparison device, the other input of which is connected to a source of voltage, A bit switch and a pulse counter are introduced, one input of which is connected to the source of light of the pulses, and the other input to the output of the comparison device and to the control input p sp-stand switch, whose output is connected to the storage capacitor, wherein the output of the pulse counter is output nephelometer.

На чертеже показана блок-схема устройства.The drawing shows a block diagram of the device.

Устройство содержит источник 1 световых импульсов и фотопреобразователь 2, оптически св занные через оптическую схему 3, накопителньй конденсатор 4, к входу которого подключен фотопреобразователь 2, а к выходу - один вход сравнивающего устройства 5, другой вход которого подключен к источнику 6 опорного напр жени , разр дный ключ 7 и счетчик 8 импульсов, один вход которого соединен с источником 1 световых импульсов, а другой вход - с выходо сравнивающего устройства 5 и с управл ющим входом разр дного ключа 7 выход которого подключен к накопительному конденсатору 4, причем выход счетчика 8 импульсов вл етс .выходом устройства.The device contains a source of light pulses 1 and a phototransmitter 2, optically coupled through an optical circuit 3, a storage capacitor 4, to the input of which is connected a phototransducer 2, and to the output one input of a comparison device 5, the other input of which is connected to a reference voltage source 6, the bit switch 7 and the pulse counter 8, one input of which is connected to the source of light pulses 1, and the other input from the output of the comparison device 5 and the control input of the bit switch 7 whose output is connected to accumulate the capacitor 4, and the output of the pulse counter 8 is the output of the device.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

птическа схема 3 формирует пучок света от источника световых импульсов 1, оптическа ось которого составл ет угол 45 с направлением визировани фотопреобразовател 2. В этом случае выходной сигнал фотопреобразовател 2 пр мо пропорционален показателю рассе ни света атмосферой . Накопительный конденсатор 4 в простейшем случае включают последовательно с фотопреобразователем 2. Фотопреобразователь 2 вл етс генератором тока. Если разр дное сопротивление накопительного конденсатора 4 выбрано достаточно большим, то за врем , равное периоду следовани импульсов, конденсатор полностью сохран ет свой зар д. В этом случае иа накопительном конденсаторе 4 суммируютс сигналы от электрических импульсов фотопреобразовател 2 до тех пор, пока напр жение на нем не достигнет уровн напр жени источни ка опорного напр жени 6. При этом схема сравнени 5 вырабатьшает элек рический сигнал, по которому разр д ньй ключ 7 разр жает накопит.ельный конденсатор 4, а счетчик 8 импульсов сбрасываетс на О. Затем цикл измерени повтор етс . Врем ,- затра чиваемое за цикл измерени , равно времени зар да конденсатора. Это врем обратно пропорционально току зар да, т.е. показателю рассе ни света атмосферой и, следовательно, пр мо пропорционально значению ЩВ. По этой причине число импульсов за цикл измерени также пр мо пропорционально значению НЦВ. Дл полу чени выходного электрического сигнала в аналоговой форме к накопительному конденсатору 4 может быть подключён интегратор и пиковьй детектор со сбросом. 04 Технико-экономические преимущества данного решени состо т в следующем . Автоматизаци процесса измерени исключает субъективные ошибки, а линейна зависимость выходного сигнала от ЩЪ в цифровой и аналоговой форме позвол ет выполн ть пр мопоказывающий отсчет и регистрацию измерений на стандартных технических средствах. Интегрирование сигнала , на конденсаторе дает преимущество в помехоустойчивости. Устройство может быть использовано в качестве датчика автоматической метеостанции и автономного прибора. При этом выход счетчика может быть соединен с вычислительным устройством метеостанции без подключени промежуточного функционального преобразовател . В автономном режиме работы устройства дл обеспечени пр мопоказывающего отсчета МДВк выход у счетчик а подключают цифровой индикатор (с дешифратором ) .The bird circuit 3 forms a beam of light from the source of light pulses 1, the optical axis of which makes an angle of 45 with the direction of sight of the photoconverter 2. In this case, the output signal of the photoconverter 2 is directly proportional to the scattering of light by the atmosphere. In the simplest case, the storage capacitor 4 is connected in series with the phototransducer 2. The phototransducer 2 is a current generator. If the discharge resistance of the storage capacitor 4 is chosen sufficiently large, then for a time equal to the pulse duration period, the capacitor fully retains its charge. In this case, the storage capacitor 4 is summed by the signals from the electrical pulses of the photoconverter 2 until the voltage It will not reach the level of the voltage of the voltage source 6. In this case, the comparison circuit 5 generates an electric signal, according to which the discharge key 7 discharges the storage capacitor 4, and the counter 8 imp lsov reset to O. Then, the measurement cycle is repeated. The time, which is spent per measurement cycle, is equal to the charge time of the capacitor. This time is inversely proportional to the charge current, i.e. the dispersion of light by the atmosphere and, therefore, is directly proportional to the value of W. For this reason, the number of pulses per measurement cycle is also directly proportional to the value of the NCV. To obtain an output electrical signal in analog form, an integrator and a peak detector with a reset can be connected to the storage capacitor 4. 04 The technical and economic advantages of this solution are as follows. Automating the measurement process eliminates subjective errors, and the linear dependence of the output signal on SCH in digital and analog form allows one to perform direct reading and recording of measurements on standard technical means. The integration of the signal on the capacitor gives an advantage in noise immunity. The device can be used as an automatic weather station sensor and stand-alone device. At the same time, the output of the counter can be connected to the computing device of the meteorological station without connecting an intermediate functional converter. In the autonomous mode of operation of the device, a digital indicator (with a decoder) is connected to provide a direct reading MDA output at the counter and.

Claims

PULSE NEFELOMETER, 'containing a source of light pulses and a photoconverter, optically. connected through an optical circuit, a storage capacitor, to the input of which a photoconverter is connected, and to the output - one input of the comparator, the other input of which is connected to a reference voltage source, and so on, so that, in order to linearize the output electrical signal relative to the meteorological visibility range and the increase of noise immunity, a bit key and a pulse counter are introduced into it, one input of which is connected to the light pulse source, and the other input to the output of the comparator device and a control input bit key Exit koto- $ cerned is connected to the storage capacitor, wherein the pulse counter output is the output nephelometer.

SU „1165900 ¹ . . 1165900. 2