SU1631487A1 - Устройство дл определени атмосферной дисперсии - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к атмосферной оптике, конкретно к исследовани м распространени  света в атмосфере. Цель изобретени  - упрощение конструкции, повышение точности и оперативности измерений . В устройстве использованы вращающеес  зеркало, расположенное под углом к оптической оси системы, два фотоприемника , разнесенные на угол 90° по ходу вращени  зеркала, датчик числа полных оборотов, управл ющий схемой измерени  разности сигналов с двух фотоприемников. В устройство введен полосовой фильтр, пропускающий излучение в пределах спектрального диапазона светимости объекта. В устройстве оба сканируемых изображени  имеют одинаковые спектральные составы световых потоков, что обеспечивает идентичность изменений размеров изображений объекта по обоим каналам и повышает точность измерений. Устройство имеет малое число механических элементов и сочленений . 3 з. п. ф-лы, 2 ил. сл

Description

Изобретение относитс  к атмосферной оптике, конкретно дл  исследований распространени  света в атмосфере.

Цель изобретени  - упрощение конструкции , повышение точности и оперативности измерений.

На фиг. 1 приведена схема устройства дл  определени  атмосферной дисперсии; на фиг. 2 - блок-схема измерител  разности длительностей сигналов и его подключение к элементам устройства.

Устройство содержит оптическую систему 1, фильтр 2, зеркало 3, датчик 4 числа его полных оборотов, двигатель 5, фотоприемники 6 и 7, ключевые элементы 8 и 9, генератор 10 опорной частоты, счетчики 11 и 12 импульсов и схему 13 вычитани .

Устройство работает следующим образом .

Ось оптической системы 1 ориентируетс  на объект. Световой поток с объекта наблюдени , например звезды, через оптическую систему 1 и фильтр 2 поступает на зеркало 3, которое отклон ет его под углом к оси двигател  5 так, что изображение объекта строитс  на некотором рассто нии от зеркала 3. При повороте последнего изображение объекта перемещаетс  по кругу в сторону вращени  зеркала 3 и образует цилиндрическую поверхность, у которой расположены приемные поверхности фотоприемников 6 и 7.

За счет атмосферной дисперсии изображение объекта выт гиваетс  вдоль вертикальной плоскости, проход щей через ось оптической системы 1. Удлинение тем выше, чем больше величина атмосферной дисперсии и шире спектральный диапазон световоо

СА)

00

J

го потока объекта. Фильтр 2 ограничивает полосу пропускани  длин волн излучени  и таким образом стабилизирует спектральный диапазон светового потока объекта с выхода оптической системы 1. В результате этого удлинение изображени  объекта пропорционально величине атмосферной дисперсии . Ориентаци  удлинени  объекта на цилиндрической поверхности изображени  зависит от угла поворота зеркала 3 относительно вертикальной плоскости, проход щей через ось оптической системы 1. В процессе поворота зеркала 3 изображение объекта перемещаетс  по цилиндрической поверхности и вращаетс  на этой поверхности вокруг оси светового пучка, создающего изображение, в ту же сторону, что и вращение зеркала 3-относительно оси падающего на него светового пучка на выходе оптической системы 1.

В результате вращени  изображени  объекта на цилиндрической поверхности удлинение изображени , вызванное атмосферной дисперсией, ориентировано вдоль приемной поверхности фотоприемника 6, лежащей в вертикальной плоскости и поперек приемной поверхности фотоприемника 7.

Направление движени  изображени  вдоль цилиндрической поверхности в процессе вращени  зеркала 3 перпендикул рно ориентации приемных поверхностей фотоприемников 6 и 7. В результате этого приемна  поверхность фотоприемника 6 пересекает изображение объекта параллельно удлинению изображени  за счет атмосферной дисперсии, а фотоприемника 7 - перпендикул рно ему, т. е.фотоприемник 7 своей щелевидной приемной поверхностью осуществл ет продольное вдоль направлени  дисперсии сканирование изображени , а фотоприемник 6 - поперечное сканирование изображени .

При размещении зеркала 3 под углом 45° к оси оптической системы 1 радиус цилиндрической поверхности изображени  максимален и при прочих равных услови х минимален поворот изображени  относительно площадки приемника.

Сигналы фотоприемников б и 7 запускают ключевые элементы 8 и 9 .которые подключают выход генератора 10 опорной частоты к входам счетчиков 11 и 12 импульсов. В момент запуска датчика 4 числа оборотов двигател  5 включаетс  генератор 10 и импульсы с его выхода начинают непрерывно поступать на входы ключевых элементов 8 и 9. По поступлении сигналов сканировани  с фотоприемников 6 и 7 ключевые элементы 8 и 9 подключают генератор 10 к входам счетчиков 11 и 12 импульсов, которые подают результаты суммировани  на схему 13 вычитани .

Количество импульсов на выходе счетчика 8 пропорционально времени поперечного сканировани  изображени , т.е. пропорционально поперечному размеру изображени  умноженному на число оборотов зеркала Зс момента включени  датчика 4 числа оборотов. Сигнал на выходе счетчика 9 пропорционален продольному размеру изображени .

После обработки заданного числа оборотов двигател  5 датчик 4 числа оборотов отключает генератор 10 и прекращает подачу импульсов на входы счетчиков 8 и 9.

Сигнал на выходе схемы 13 вычитани  достигает максимальной величины и пропорционален разности продольного и поперечного размеров объекта на выходе оптической системы 1, т.е. пропорционален величине атмосферной дисперсии и служит дл  ее определени .

Дл  определени  атмосферной дисперсии достаточно ввести объект в поле зрени  оптической системы, перекрываемое приемными поверхност ми фотоприемников 6

и 7, и произвести хот  бы один цикл сканировани , при этом более чем в два раза сокращаетс  врем  измерений

В предлагаемом устройстве оба сканируемых изображени  имеют одинаковые

спектральные составы световых потоков, что обеспечивает идентичность изменений размеров изображений объекта по обоим каналам, вызванных посторонними факторами: флуктуаци ми плотности атмосферы.

неточност ми настройки оптической системы 1, вибраци ми. Это повышает точность измерений.

Кроме того, предлагаемое устройство имеет малое число механических элементов

и сочленений, что упрощает его конструкцию .

Claims (4)

1. Формула изобретени  1. Устройство дл  определени  атмосферной дисперсии, содержащее оптическую систему, оптический фильтр и зеркало, расположенное под углом к оси оптической системы, фотоприемник, расположенный в плоскости изображени  объекта, и двигатель , отличающеес  тем, что, с целью

   упрощени  конструкции, повышени  точности и оперативности измерений, в устройство введены датчик числа оборотов зеркала, второй фотоприемник, расположенный под углом 90° по ходу вращени  относительно первого фотоприемника, и расположенный

   Е5 плоскости изображени  объекта измеритель разности длительности вращени  двигател , совпадающей с осью оптической системы , измеритель разности длительности сигналов подключен к выходам фотоприемников и управл ющему выходу датчика числа полных оборотов зеркала, фильтр выполнен полосовым в пределах спектрального диапазона светимости объекта.
2. 2.Устройство по п. 1,отличающее- с   тем, что зеркало расположено под углом 45° к оптической оси системы.
3. 3.Устройство по п. 1,отличающее- с   тем, что приемные поверхности фотоприемников имеют форму пр моугольников

   одинаковой ширины и параллельных друг другу.
4. 4. Устройство по п. 1,отличающеес   тем, что измеритель разности длительности сигналов содержит два ключевых элемента , два счетчика импульсов, генератор опорной части и схему вычитани , причем входы ключевых элементов соединены с выходами соответствующих фотоприемников, а их входы подключены к соответствующим входам схемы вычитани , выход датчика числа оборотов подключен к вторым входам счетчиков импульсов и к входу генератора

   опорной частоты, выходы которого соедине- ны с вторыми входами ключевых элементов .

   U

   фиг.1

   Щи г. 2