SU1659795A1 - Photometer for scanning firmament - Google Patents

Photometer for scanning firmament Download PDF

Info

Publication number
SU1659795A1
SU1659795A1 SU884606914A SU4606914A SU1659795A1 SU 1659795 A1 SU1659795 A1 SU 1659795A1 SU 884606914 A SU884606914 A SU 884606914A SU 4606914 A SU4606914 A SU 4606914A SU 1659795 A1 SU1659795 A1 SU 1659795A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
optical fibers
line
optical
fibers
input
Prior art date
Application number
SU884606914A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Герш Шиманович Лившиц
Яков Иосифович Токарь
Анатолий Львович Патлах
Алла Гершевна Токарь
Original Assignee
Усть-Каменогорский Строительно-Дорожный Институт
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 Усть-Каменогорский Строительно-Дорожный Институт filed Critical Усть-Каменогорский Строительно-Дорожный Институт
Priority to SU884606914A priority Critical patent/SU1659795A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1659795A1 publication Critical patent/SU1659795A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к области геофизики и позвол ет оперативно фиксировать наличие облаков, вспышек молний, следов падающих метеоритов. Цель изобретени  - повышение скорости сканировани . Фотометр содержит несколько линеек световодов , причем в каждой линейке угол между направлением нормалей к входным торцам световодов (все нормали в данной линейке параллельны между собой) и линией горизонта один и то же, но высота линии сканировани  на небосводе дл  каждого световода линейки различна. За счет этого обеспечиваетс  измерение как азимута , так и высоты визируемого объекта. Быстрое сканирование обеспечиваетс  за счет вращени  входного оптического устройства и попеременной оптической св зи каждой линейки световодов с фотоприемником. 3 ил. $ (ЛThe invention relates to the field of geophysics and allows you to quickly detect the presence of clouds, lightning flashes, and traces of falling meteorites. The purpose of the invention is to increase the scanning speed. The photometer contains several lines of optical fibers, and in each line the angle between the direction of the normals to the input ends of the optical fibers (all the normals in this line are parallel to each other) and the horizon line is the same, but the height of the scanning line in the sky is different for each fiber of the line. Due to this, the measurement of both the azimuth and the height of the object being sighted is provided. Fast scanning is provided by rotating the input optical device and alternating optical communication of each fiber array with the photodetector. 3 il. $ (L

Description

Изобретение относитс  к геофизике и может быть использовано дл  оптического сканировани  небосвода с целью скоростного измерени   ркости различных пунктов всего небосвода, что, в частности, позвол ет фиксировать наличие облаков, вспышек молний, следов падающих метеоритов и т.д.The invention relates to geophysics and can be used for optical scanning of the sky for the purpose of high-speed measurement of the brightness of various points of the entire sky, which, in particular, makes it possible to detect the presence of clouds, lightning flashes, traces of falling meteorites, etc.

На фиг.1 представлена одна из линеек световодов; на фиг.2 изображена друга  линейка световодов (имеюща  чной угол между нормалью к входным торцам и плоскостью горизонта); на фиг.З представлено входное приемное устройство целиком.Figure 1 shows one of the lines of optical fibers; Figure 2 shows another line of optical fibers (the angle between the normal to the input ends and the plane of the horizon); FIG. 3 shows the input receiving device in its entirety.

Фотометр содержит основание 1, линейку световодов 2, входные торцы 3 световодов с установленными перед ними депол ризаторами 4, выходные торцы 5 световодов, установленные на основании 1,The photometer contains a base 1, a line of light guides 2, input ends of 3 light guides with depolators installed in front of them 4, output ends of 5 light guides mounted on base 1,

блок световодов 6, линзу 7 и приемник излучени  8.the light guide unit 6, the lens 7 and the radiation receiver 8.

На фиг.З узлы входного оптического устройства дл  нагл дности разделены. Верх- ний узел состоит из групп жестких, наклоненных под углом к горизонту своими концами световодов, Наклон этот мен етс  от одной группы к другой в диапазоне углов к горизонту от 0 до 90°. На фиг.1 показана одна из таких групп, концы которых расположены горизонтально (0° к горизонту); на фиг.2 - друга  группа - концами под углом 45° к горизонту; на фиг.З изображено несколько групп, в каждой из которых концы имеют свой одинаковый наклон. Чтобы не загромождать фигуру 3, на ней показаны не все световоды данной группы, а лишь один, Положение других световодов символически изображео кружками, идущими вдоль диаметров круга основани . Верхний узелIn FIG. 3, the nodes of the input optical device are separated for clarity. The upper node consists of groups of rigid, inclined fibers with their ends at an angle to the horizon. This inclination varies from one group to another in the range of angles to the horizon from 0 to 90 °. Figure 1 shows one of these groups, the ends of which are located horizontally (0 ° to the horizon); 2 - another group - ends at an angle of 45 ° to the horizon; Fig. 3 shows several groups, in each of which the ends have their own inclination. In order not to clutter figure 3, not all the fibers of this group are shown, but only one. The position of the other fibers is symbolically depicted by circles running along the diameters of the base circle. Top knot

С/1C / 1

юYu

XJXj

Ч)H)

елate

состоит из плоского основани  1 цилиндрической формы, которое пронизано проход щими сквозь него и жестко закрепленными с ним линейками световодов 2. Вблизи входных торцов 3 каждого световода установлены депол ризаторы 4. Депол ризатор необходим потому, что свет, например, дневного безоблачного неба, пол ризован. Из-за пол ризации света в самом световоде это может привести к существенным и трудно учитываемым погрешност м. При помощи депол ризатора эти погрешности -исключаютс . Длина и диаметр трубки определ ют угол раствора прибора, Выходные торцы 5 световодов расположены в нижней плоскости основани . Аналогичны по структуре и все другие линейки световодов, изображенные на фиг.1,2 и 3. Отличаютс  они лишь длиной и наклоном. Выходные торцы линеек расположены центрами вдолб пр мых линий - диаметров кругов оснований (фиг.З). Угловое рассто ние между соседними диаметрами, соответствующими этим линейкам, равно 360°/п, где п - число линеек . Наклон к горизонту от одной группы к другой мен етс  равномерно с угловым шагом 180°/(п-1), что  сно из фиг.З, Блок световодов 6 состоит из монолитного цилиндра (фиг.З) с жестко монтированными в него световодами . Входные и выходные торцы этих световодов лежат в плоскости оснований цилиндра; оси световодов лежат в одной плоскости по диаметру цилиндра. Под блоком световодов б расположена собирающа  линза 7 и ее фокусе - приемник излучени  8 (фиг.1). Диаметры торцов всех световодов верхнего и нижнего узлов одинаковы. Вращение узлов вокруг вертикальной оси осуществл етс  зубчатыми колесами, приводом или иными известными способами .consists of a flat cylindrical base 1, which is penetrated by light guides 2 that are rigidly fixed to it and passing through it, and depolarizers 4 are installed near the inlet ends 3 of each fiber. The depolarizer is necessary because light, for example, a daytime cloudless sky, is polarized . Due to the polarization of light in the fiber itself, this can lead to significant and difficult to take into account errors. With the help of a depolarizer, these errors are eliminated. The length and diameter of the tube determine the angle of the instrument solution. The output ends of the 5 optical fibers are located in the lower plane of the base. All other fiber optic lines shown in Figs. 1,2 and 3 are similar in structure. They differ only in length and inclination. The output ends of the rulers are located by centers of long straight lines — diameters of base circles (FIG. 3). The angular distance between adjacent diameters corresponding to these rulers is 360 ° / n, where n is the number of rulers. The inclination to the horizon from one group to another varies uniformly with an angular pitch of 180 ° / (p-1), which is clear from FIG. 3. The block of light guides 6 consists of a monolithic cylinder (FIG. 3) with optical fibers rigidly mounted into it. The input and output ends of these fibers lie in the plane of the bases of the cylinder; the axis of the optical fibers lie in the same plane along the diameter of the cylinder. A collecting lens 7 is located under the unit of light guides b and its focus is radiation receiver 8 (Fig. 1). The diameters of the ends of all optical fibers of the upper and lower nodes are the same. The rotation of the nodes around the vertical axis is carried out by gear wheels, driven or by other known methods.

Дл  по снени  работы устройства выберем систему координат сферической. Азимут А будем отсчитывать от вертикальной плоскости горизонта. Наклон световодов различных групп характеризуетс , таким образом, различными высотами Н. Азимут измер емых пунктов А определ етс  поворотом блока световодов 6 вертикально ориентированных световодов.To clarify the operation of the device, we choose a spherical coordinate system. Azimuth A will be counted from the vertical plane of the horizon. The inclination of the fibers of different groups is characterized, therefore, by different heights of H. The azimuth of the measured points A is determined by the rotation of the block of fibers 6 vertically oriented fibers.

При неподвижном положении блока 6 в плоскости чертежа и вращении верхней части устройства с линейками наклонных световодов свет от небосвода последовательно поступает от пунктов небосвода с разной высоты, т.е. свет последовательно на каждую группу световодов поступит от пунктов небосвода с высотой О, Hi, H2, Нз,. ., 90° - число этих пунктов равно числу линеек световодов . При этом азимут этих пунктов равен либо нулю, либо 180°, так как блок вертикальных световодов, как предполагалось, неподвижен. Таким образов, в данном случае свет поступит от пунктов небосвода, лежащих на разной высоте над горизонтом, но при двух азимутах - 0° и 180°. Рассмотрим ход лучей при данном Н и А. Если выходные торцы данной группы наклонных световодов установлены так, что их центры наход т0 с  на одной вертикальной оси с центрами соответствующих входных торцов блока 6 (попарно), то свет от небосвода попадает через депол ризатор 4 и далее по световоду через линзу 7 на приемник 8. Пример ходаWhen the block 6 is stationary in the drawing plane and the upper part of the device rotates with lines of inclined light guides, the light from the sky is successively supplied from the sky points from different heights, i.e. light successively on each group of light guides will come from points of the sky with a height of O, Hi, H2, Nz ,. ., 90 ° - the number of these points is equal to the number of lines of optical fibers. In this case, the azimuth of these points is equal to either zero or 180 °, since the block of vertical light guides was supposed to be fixed. Thus, in this case, the light comes from the points of the sky, lying at different heights above the horizon, but with two azimuths - 0 ° and 180 °. Consider the path of the rays at a given H and A. If the output ends of this group of inclined light guides are installed so that their centers are t0 s on the same vertical axis with the centers of the respective input ends of block 6 (in pairs), the light from the sky passes through depolarizer 4 and further along the light guide through the lens 7 to the receiver 8. Example of a stroke

5 луча схематически показан на фиг.2. Очевидно , что таким же образом функционируют и остальные световоды, и свет в данной группе воспринимаетс  ими всеми в одинаковых координатах Н и А. В итоге общий5 beam is schematically shown in figure 2. It is obvious that the other fibers also function in the same way, and the light in this group is perceived by them all in the same coordinates H and A. As a result, the total

0 поток от всех световодов группы будет соответственно большим, чем от одного. При вращении можно, таким образом, по поступающему на приемник сигналу получить данные от интенсивности небосвода при0 the flux from all fibers of the group will be correspondingly greater than from one. During the rotation, it is possible, therefore, to receive data from the intensity of the sky at the incoming signal to the receiver.

5 разных высотах от 0 до 90° и при азимутах А 0°и 180°.5 different heights from 0 to 90 ° and at azimuths A 0 ° and 180 °.

Дл  того, чтобы измерить дл  тех же высот интенсивность при других азимутах, необходимо повернуть блок вертикальныхIn order to measure the intensity for the same altitudes at different azimuths, it is necessary to rotate the vertical block

0 световодов на соответствующий угол. Процесс аналогичен предыдущему. В итоге могут быть получены данные об интенсивности различных пунктов небосвода с разными азимутами и высотами.0 light guides on the corresponding angle. The process is similar to the previous one. As a result, data can be obtained on the intensity of different points of the sky with different azimuths and heights.

5Очевидно также, что оценку интенсивности следует производить по максимуму отсчетов сигнала, который наступает, когда выполн етс  указанное выше условие попарного расположени  вдоль общей оси5It is also clear that the intensity should be estimated from the maximum of the signal samples, which occurs when the above condition for pairwise arrangement is fulfilled along the common axis

0 центров торцов соответствующих световодов ,0 centers of the ends of the respective optical fibers,

Дл  того, чтобы на прибор не попадало пр мое солнечное излучение, перед ним может быть установлен экран-затенитель, какIn order to prevent direct sunlight from reaching the device, a shading screen can be installed in front of it, like

5 это делаетс  в известных антинометриче- ских приборах. Скорость вращени  узлов ограничена лишь инерционностью регистрирующих приборов, записывающих устройств и при их малой инерционности5, this is done in known antinometric instruments. The speed of rotation of the nodes is limited only by the inertia of the recording devices, recording devices and with their small inertia

0 может быть весьма высокой. По вление на небосводе быстроисчезающих объектов повышенной  ркости (молнии, след от метеоритов ) может быть зафиксировано с большой оперативностью.0 can be quite high. The appearance in the sky of rapidly vanishing objects of increased brightness (lightning, a trace from meteorites) can be fixed with great speed.

5 Преимущества предлагаемого устройства следующие: возможность скоростного сканировани  множества пунктов небосвода; высока  чувствительность, ибо потоки поступают на множество световодов данной секции; высокое угловое разрешение5 The advantages of the proposed device are as follows: the possibility of high-speed scanning of many points of the sky; high sensitivity, because the streams arrive at a number of fibers in this section; high angular resolution

(малые углы раствора), так как диаметры отдельных световодов могут быть выбраны весьма малой величины; надежность работы устройства - монолитные вращающиес  блоки световодов в механическом отноше- нии обладают высокой прочностью и поэтому позвол ют успешно осуществл ть скростное вращение узлов; снижение погрешностей , св занных с пол ризацией света неба.(small angles of solution), since the diameters of the individual fibers can be chosen of very small size; reliability of the device operation - monolithic rotating blocks of optical fibers mechanically possess high strength and, therefore, allow successful rotation of the nodes; reduction of errors associated with the polarization of sky light.

Claims (1)

Формула изобретени  Фотометр дл  сканировани  небосвода , содержащий входное оптическое устройство , снабженное механизмом вращени  и установленное на основании, оптически св занное с приемником излучени , соединенным с регистрирующим устройством , отличающийс  тем, что, с целью повышени  скорости сканировани , входное оптическое устройство выполненоA photometer for scanning the sky containing an input optical device equipped with a rotation mechanism and mounted on a base optically coupled to a radiation receiver connected to a recording device, characterized in that the input optical device is made to increase the scanning speed в виде п линеек световодов, причем в каждой линейке световоды жестко установлены так, что нормали к их входным торцам параллельны и лежат в одной плоскости, перпендикул рной плоскости основани , углы между направлением нормалей к выходным торцам световодов и плоскостью основани  различны дл  каждой линейки световодов, выходные торцы световодов жестко установлены на основании вдоль п пр мых линий так, что каждой пр мой соответствуют выходные торцы только одной линейки световодов , входное оптическое устройство дополнительно содержит блок световодов, оптические оси которых параллельны, при этом блок световодов установлен с возможностью попеременной оптической св зи выходных торцов каждой линейки световодов с приемником излучени , а перед входными торцами всех световодов установлены депол ризаторы .in the form of lines of optical fibers, in each line the fibers are rigidly mounted so that the normals to their input ends are parallel and lie in one plane, perpendicular to the base plane, the angles between the normal direction to the output ends of the optical fibers and the base plane are different for each fiber line, the output ends of the optical fibers are rigidly mounted on the base along the straight lines of the straight lines so that each straight output corresponds to the output ends of only one line of optical fibers, the input optical device additionally contains t unit of optical fibers whose optical axes are parallel; the unit of optical fibers is installed with the possibility of alternate optical communication of the output ends of each fiber line with the radiation receiver, and depolarizers are installed in front of the input ends of all optical fibers. Фив.1Thebes 1 Фиг.11 Фиг.ЗFig.Z
SU884606914A 1988-11-21 1988-11-21 Photometer for scanning firmament SU1659795A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884606914A SU1659795A1 (en) 1988-11-21 1988-11-21 Photometer for scanning firmament

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884606914A SU1659795A1 (en) 1988-11-21 1988-11-21 Photometer for scanning firmament

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1659795A1 true SU1659795A1 (en) 1991-06-30

Family

ID=21410054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884606914A SU1659795A1 (en) 1988-11-21 1988-11-21 Photometer for scanning firmament

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1659795A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
П сковска -Фесенкова Е.В. Исследование рассе ни света в атмосфере, - М.: Изд- воАН СССР, 1957, с. 19-21. Лившиц Г.Ш. Рассе ние света в атмосфере. -Алма-Ата: Наука, 1965, с.21-24. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4486095A (en) Movement measuring apparatus and landmarks for use therewith
US5137353A (en) Angular displacement measuring device
CN102854149A (en) Measuring apparatus for continuous spectrum bidirectional scattering distribution function
US3072798A (en) Photoelectric device
EP0062642B1 (en) Movement measuring apparatus and landmarks for use therewith
US3924954A (en) Heliograph
SU1659795A1 (en) Photometer for scanning firmament
US4332090A (en) Directional two axis optical inclinometer
US3813169A (en) Device for determining position and focus of an optical member
US3471936A (en) Apparatus for measuring the spherical coordinates of a luminous point
US5587787A (en) Process for measuring relative angles
JP2001201369A (en) Photoelectron system
SU953457A1 (en) Optical electronic measuring device
SU823273A1 (en) Optical electronic gage
RU2116618C1 (en) Angle meter
SU953609A1 (en) Crystal gravimeter
CN2246294Y (en) Angle distribution measuring device for scattered light
SU1408211A1 (en) Device for checking parameters of thread
SU1499121A1 (en) Optronic device for measuring angles
SU1146547A1 (en) Device for measuring displacements
SU365559A1 (en) PHOTOELECTRIC MEASURING DEVICE
SU1688165A1 (en) Device for determining shaft rotation parameters
SU539288A1 (en) Opto-electronic measuring device
RU2073202C1 (en) Reading system and its versions
SU1281952A1 (en) Device for measuring lens spectral transmittance factor