SU1658108A1

SU1658108A1 - Устройство дл определени оптических характеристик атмосферы

Info

Publication number: SU1658108A1
Application number: SU894709854A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Николаевич Балденков; Валентин Иванович Козинцев; Борис Алексеевич Константинов; Евгений Эдуардович Можаров
Original assignee: Предприятие П/Я А-3695
Priority date: 1989-04-03
Filing date: 1989-04-03
Publication date: 1991-06-23

Abstract

Изобретение относитс к метеорологии и атмосферной оптике, в частности к устройствам дл определени прозрачности атмосферы и метеорологической дальности видимости. Дл повыпени точности измерений путем автоматического измерени способа фиксации длины трассы, прозрачность которой измер етс , в устройство введены блок измерени временных интервалов , логарифмический усилитель, два формировател задержки, дополнительные блоки сравнени и делени сигналов . При больших дальност х видимости измерение производитс на фиксированной трассе, длина которой задаетс формирователем задержки. В случае снижени дальности видимости длина трассы фиксируетс по спаду сигнала обратного рассе ни в 5-20 раз. Способ фиксации длины трассы выбирают по амплитуде сигнала рассе ни из ближней зоны. 3 ил. tf

Description

Изобретение относитс к метеорологии и атмосферной оптике и может быть использовано дл измерени оптических характеристик атмосферы, а также дл обеспечени авиации данными о горизонтальной , наклонной и вертикальной дальност х видимости.

Целью изобретени вл етс повышение точности.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - блок выбора способа фиксации длины трасы; на фиг. 3 - блок обработки.

Устройство содержит блок 1 управлени , приемопередатчик 2, накопители (интеграторы) 3 и 4, формирователь 5 задержки, амплитудный анализатор 6, блок 7 сравнени , блок 8 выбора способа фиксации трассы, блок 9 измерени временных интервалов и блок 10 обработки.

Один из выходов блока 1 управлени подключен к входу приемопередатчика 2, а другой выход - к входу стробиро- вани накопител 3 и входам синхронизации формировател 5 задержки, амплитудного анализатора 6, блока 7 сравнени , блока 8 выбора способа фиксации трассы и блока 9 измерени временных интервалов.

Выход приемопередатчика 2 подключен к входам накопителей 3 и 4, амплитудного анализатора 6 и блока 7 сравнени . Выходы формировател 5 задержки , амплитудного анализатора 6 и блока 7 сравнени подключены к соот -

05

сл

00

Оо

способа фиксации длины трассы. Выход амплитудного анализатора 6 подключен также к входу бпока 7 сравнени . Выход блока 8 выбора способа фиксации трассы подключен к входу стробирова- ни накопител 4 и другому входу блока 9 измерени временных интервалов, выходы которого, а также выходы накопителей 3 и 4 соединены с входами блока 10 обработки.

Устройство работает следующим образом .

Блок управлени запускает приемопередатчик 2, который в момент времени t посылает в атмосферу импульс излучени малой длительности, преобразует рассе нное атмосферой в обратном направлении излучение в электрический сигнал, корректирует его на квадрат рассто ни и вычитает фоновую составл ющую.

Электрический сигнал с выхода приемопередатчика 2, пропорциональный сигнапу обратного рассе ни атмосферы , скорректированному на квадрат рассто ни до рассеивающего объема , поступает на соответствующие входы накопителей 3 и 4, амплитудного анализатора 6 и блока 7 сравнени .

В момент времени t , соответствующий моменту полного вхождени зондирующего импульса в поле зрени фотоприемника , т.е. в момент, с которого сигнал обратного рассе ни из атмосферы перестает зависеть от взаимного расположени приемника и передатчика (t0 - tn const), блок -1 управлени запускает формирователь 5 задержки, блок 9 измерени временных интервалов , амплитудный анализатор 6, представл ющий собой стробируемый пиковый детектор с малым временем выборки, и разрешает работу блока 7 сравнени , блока 8 выбора способа фиксации трассы и накопител 3.

Накопитель 3 накапливает (интегрирует ) аналоговый сигнал с момента tfl до максимально возможного времени Величина tmопредел етс приборной реализацией предлагаемого устройства.

10

По истечении времени tm с выхода накопител 3 сигнал поступает в блок обработки.

Блоки 5-8 предлагаемого устройства осуществл ют выбор одного из дву возможных способов фиксации длины трассы измерени прозрачности атмост-

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

сы задаетс длительностью работы формировател 5 задержки, вл етс посто нной и определ етс моментом спада сигнала обратного рассе ни в п раз относительно его величины в момент tfl. Величина п определ етс приборной реализацией, а оптимальное ее значение лежит в пределах 5-20.

Формирователь 5 задержки начинает работать в момент t0 и заканчивает в момент t (t - t0 const). В момент tj формирователь 5 задержки выдает импульс синхронизации на соответствующих вход блока 8 выбора.

В момент t0 амплитудный анализатор 6 фиксирует мгновенное значение сигнала обратного рассе ни . Зафиксированна им величина сигнала поступает на соответствующий вход блока 8 выбора, а также на другой из входов блока 7 сравнени .

В блоке 7 сравнени сравниваетс величина текущего сигнала из атмосферы и 1/п часть его значени в момент времени t&. В момент t равенства сигнала блок 7 выдает импульс синхронизации на соответствующий вход блока 8 выбора способа фиксации трассы. В блоке 8 происходит сравнение величины сигнала в момент tQ (с выхода амплитудного анализатора 6) и посто нного напр жени , величина которого зависит от задаваемой верхней границы диапазона измер емых прозрачностей или дальностей видимости. В зависимости от результата сравнени на выход блока 8 выбора проходит либо импульс синхронизации с формировател 5 задержки, либо импульс синхронизации с блока 7, Разрешение работы блока 8 поступает с блока 1 управлени в момент t0.

Сигнал с выхода блока 8 останавливает работу блока 9 измерени временных интервалов, сигнал с выхода которого по истечении времени t№ поступает в блок 10 обработки.

Сигнал с выхода блока 8 также разрешает работу накопител 4, который интегрирует сигнал обратного рассе ни с момента t или t-j в зависимости от срабатывани блока 8 до t,. С выхода накопител 4 по истечении времени tM сигнал поступает а блок 10.

По истечении времени, заведомо достаточного дл обработки сигнала, все

516581

блоки устройства автоматически привод тс в исходное состо ние.

Одно из возможных воплощений блока 8 выбора способа фиксации длины трассы представлено на фиг. 2.

Блок 8 выбора состоит из формировател задержки 11, блока 12 сравнени , источника 13 посто нного напр жени и коммутирующих ключей 14 и 15.

Вход формировател 11 задержки соединен с выходом блока 1 управлени , а выход подключен к стробирую- щему входу блока 12 сравнени , на один из входов которого подаетс сигнал с амплитудного анализатора 6, а на другой - с источника 13 посто нного напр жени .

Пр мой и инверсный выходы блока 12 сравнени соединены с управл ющими входами ключей 14 и 15 соответственно . На вход ключа 14 поступает сигнал с выхода блока 7 сравнени , а на вход ключа 15 - с выхода формировател 5 задержки. Объединенные выходы ключей 14 и 15 вл ютс выходом блока 8.

Блок 8 работает следующим образом. В момент времени t0 с блока 1 управлени поступает импульс синхронизации. Задержанный формирователем 11 задержки на врем , достаточное дл уверенного срабатывани амплитудного анализатора 6, импульс синхронизации разрешает на короткое врем срабатывание блока 12 сравнени . В зависимости от соотношени величины сигнала в момент

времени t0 и посто нного напр жени с выхода источника 13 посто нного напр жени блок 12 сравнени открывает один из ключей 14 или 15 и оставл ет его открытым до конца цикла обработки . Открытый ключ пропускает импульс синхронизации с блока 7 сравнени или с формировател 5 задержки соответственно на выход блока 8 выбора.

В случае, если сигнал в момент вре мени t0 больше посто нного напр жени с источника 13, то открываетс ключ 14. В противном случае открываетс

ключ 15.

I

На фиг. 3 представлена одна из возможных реализаций блока 10 обработки и индикации выходного сигнала.

Блок 10 состоит из блоков 16 и 18 делени , логарифмического усилител 17 и регистрирующего прибора 19.

Выходы блока 16 делени подключены к выходам накопителей 3 и 4 соответственно , а выход через логарифмичес

0

5

0

5

0

5

0

5

08 , 6

кий усилитель 17 соединен с одним из входом блока 18 делени , другой вход которого подключен к блоку 9 измерени временных интервалов. К выходу блока 18 делени подключен регистрирующий прибор.

Блок 10 обработки работает следующим образом. На входы блока 16 делени в аналоговом виде поступают сигналы 1 (с выхода накопител 3) и 1 (с выхода накопител 4). Результат делени It/I, пропорциональный квадрату прозрачности исследуемого сло атмосферы, через логарифмический усилитель 17 поступает на один из входов блока 18 делени . На другой вход блока 18 делени подаетс аналоговый сигнал с блока 9 измерени временных интервалов, пропорциональный длине трассы &Z, на которой измер етс прозрачность атмосферы. Результат делени AZ/In(), пропорциональный метеорологической дальности видимости и обратно пропорциональный показателю ослаблени по трассе UZ, поступает на регистрирующий прибор 19. I

Изобретение позвол ет автоматически в зависимости от ситуации в атмосфере изменить способ фиксации длины трассы зондировани , что позвол ет расширить диапазон измер емых дальностей видимости и повысить точность измерений.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл определени оптических характеристик атмосферы, содержащее блок управлени , соединенный с приемопередатчиком, выход которого соединен с входом первого накопите, и амплитудного анализатора, выход которого соединен с первым блоком сравнени , второй накопитель, первый блок делени , выходы которого соединены с выходом накопител и регистратор, отличающеес тем, что, с целью повышени точности, в него введены блок измерени временных интервалов , два формировател задержки, два коммутирующих ключа, логарифмический усилитель, второй блок сравнени , источник посто нного напр жени , второй блок делени , выход которого соединен с входом первого блока делени , а второй вход - с выходом блока измерений временных интервалов, выходы ключей подсоединены к первому входу блока измерени временных интервалов и к первому входу второго накопител , причем первые входы ключей соединены соответственно с двум выходами второго блока сравнени первый вход которого соединен с выходом источника посто нного напр жени , второй - с выходом второго формировател задержки, причем второй выход блока управлени соединен с вторыми входами блока измерени временных интервалов и амплитудного анализатора, первым входом первого блока сравнени и вхо

дами формирователей задержки, выход второго формировател задержки соединен с вторым входом второго блока сравнени , при этом выход приемопередатчика соединен с вторыми входами второго накопител и первого блока сравнени , выход которого соединен с вторым входом первого ключа, а к второму входу второго ключа подключен первый формирователь задержки, причем выход амплитудного анализатора подключен к третьему входу блока сравнени .

Фиг1

Фие.З