SU1326961A1 - Способ измерени структурной характеристики показател преломлени атмосферы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области измерительной техники, в частности к измерению степени неоднородности прозрачных сред с помощью излучени . Цель изобретени  - упрощение способа и повышение его помехозащищенности. Способ измерени  структурной характеристики показател  преломпени  заключаетс  в локации тел, наход  щихс  за слоем случайно-неоднородной среды и определении отношени  средних ин- тенсивностей рассе нного излучени , измеренных двум  приемниками, имеющими определенные размеры и наход щимис  в определенных точках вблизи источника излучени . Структурна  характеристика показател  преломпени  рассчитываетс  из измеренной величины усилени  обратного рассе ни . Способ основан на использовании зависи- усилени  обратного рассе ни  от величины структурной характеристики показател  преломлени  при прочих равных услови х и на практической независимости результатов измерений усилени  обратного рассе ни , полученных по предлагаемому способу, от вида поверхности естественных рассеивате- лей и естественных смещений измерительного устройства. 1 ил. (Л

Description

13

Изобретение относитс  к измерительной .технике, в частности к исследованию или анализу материалов с помощью излучени , и может быть использовано в метеорологии, гидрологии, исследовани х ионосферы и других случайно-неоднородных сред.

Целью изобретени   вл етс  упрощение способа и повьшение его помехо- защищенности путем проведени  дистанционных измерений структурной характеристики показател  преломлени  при помощи передвижных и подвижных устройств , не требующих жесткой прост- ранственной фиксации и предварительного оборудовани  измерительной трассы специальными отражател ми.

На чертеже представлена схема взаимного расположени  источника излу- чени , рассеивател  и приемников рассе нного излучени .

Устройство, с помощью которого осуществл ют предлагаемьм способ, содержит .источник 1 расход щегос  сне- тового пучка 2, зондирующего исследуемый слой 3 атмосферы, диффузный отражатель 4. При наличии неоднород- ностей в слое 3 возникает область пространства 5, в которой наблюдает- с  усиление интенсивности рассе нного излучени , область пространства 6, в которой наблюдаетс  ослабление средней интенсивности рассе нного излучени , в область 7, в которой средн   интенсивность рассе нного из лучени  не зависит от наличи  неод- нородностей в среде.

Рассе нное излучение регистрируетс  приемниками 8 и 9, расположенны- ми в плоскости 10, перпендикул рной оси зондирующего светового пучка и проход щей через точку.

Способ осуществл ют следующим образом .

Световым пучком 2, расход щимс  от источника 1, освещают диффузный отражатель 4, наход щийс  за исследуемым слоем 3 атмосферы. Одновременно при помощи фотоприемников 8 и 9 измер ют интенсивность рассе нного излучени  I, и

., 17 соответственно в двух точках пространства, одна из которых оптически совмещена с источником 1., а втора  находитс  в области 7 на рассто нии р от источника, превьппающем радиус автокоррел ции р зондирующего излучени , затем определ ют среднее значение интенсивностей в этик точ12

ках за врем  измерений и расчитывают структурную характеристику показател  преломпени  ат «1сферы С по формуле

С 0,236 il-.)

iA

г

Q 5

0

о

р

5

где л - длина волны зондирующего излучени ;

L - рассто ние от источника излучени  до диффузного отражател  .

При измерени х величина коэффициента отражени  от диффузного отражател  не вли ет на значение С .и достаточна , чтобы освещаемый участок поверхности А всегда находилс  в поле зрени  приемников 8 и 9, что повы- oiaeT помехозагцищенность. В качестве ди(}х1)узного отражат(ш  может использоватьс  люба  естественна  рассеивающа  свет поверхность.

В основе способа лежит эффект усилени  интенсивности рассе нного обратного излучени , который возникает в области 5 вблизи источника t из-за , что попавшее в эту область рассе нное излучение по пути, от рассеивател  4 обратно .к источнику 1 проходит те же самьге неоднородности среды, которые оно прошло по пути от источника 1 к рассеивателю 4.

Из-за двукратного прохождени  од- Н1-ГХ и тех же неоднородностей среды средн   интенсивность определ етс  вторым статистическим моментом интенсивности излучени , падающего на рас- сеиватель.

При этом величина усилени  N средней интенсивнЬсти определ етс  форму- лой

N 1 +

0

x

где fb - относительна  дисперси  флуктуации интенсивности излучени , прошедшего от точки 1 через среду 3 и падающего на рассеива- тель:,

11 - интенсивность излучени , падающего на рассеиватель, {... углог вые скобки означают усреднение по ансамблю реализаций случайно-неоднородной среды. Величина /5 зависит от прот женности L неоднородной среды 3 и от степени неоднородности показател  преломлени  среды 3, котора  характеризуетс  структурной характеристикой С. В частности, если ,8 и среда 3 статистически однородна (С const), то имеет место соотношение

/5 0,496С2. К

7/6

ft/fe I.J }

где К 2 «Я , которое позвол ет определить Cf , п

Если диаметр d входной диафрагмы приемников 8 и 9 не превышает величины 0,1 р , то точность измерени  С не хуже 10%.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ измерени  структурной характеристики показател  преломлени  атмосферы, включаюпщй зондирование атмосферы расход щимс  пучком излучени  с длиной волны / и регистрацию интенсивности излучени  отраженного от удаленного на известное рассто ние L от источника зондирующего излучени  отражател , в заданном интервале времени , по которой суд т о величине

   структурной характеристики показател  преломлени  атмосферы, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  способа и повышени  его помехозащищенности , регистрацию осуществл ют от диффузного отражател  в двух точках, одна из которых оптически совмещена с источником зондирующего излучени , а друга  находитс  в плоскости, перпендикул рной направлению зондирующего излучени , и удалена от источника излучени  на рассто ние | , удовлетвор ющее соотношению р7/р , где f - радиус автокоррел ции интенсивности зондирующего излучени  в плоскости диффузного отражател , перпендикул рной зондирующему лучу, по результатам регистрации определ ют средние интенсивности света I и I, дл  указанных точек, а структурную характеристику показател  преломлени  атмосферы С определ ют по формуле

   С 0,236(i- -ii)(4r)

   -L n LJ

   Редактор Ю.Середа

   Составитель С.Голубев Техред И.Попович

   Заказ 3274/38 Тираж 776Подписное

   ВНШШИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий - 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д, 4/5

   Производственно-полиграфическо-е предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   Корректор В.Бут га