SU1661704A1 - Device for measuring weather-conditioned visibility range - Google Patents

Device for measuring weather-conditioned visibility range Download PDF

Info

Publication number
SU1661704A1
SU1661704A1 SU894710480A SU4710480A SU1661704A1 SU 1661704 A1 SU1661704 A1 SU 1661704A1 SU 894710480 A SU894710480 A SU 894710480A SU 4710480 A SU4710480 A SU 4710480A SU 1661704 A1 SU1661704 A1 SU 1661704A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
unit
output
input
inputs
block
Prior art date
Application number
SU894710480A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентин Иванович Козинцев
Евгений Эдуардович Можаров
Борис Алексеевич Константинов
Геннадий Николаевич Балденков
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3695
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 Предприятие П/Я А-3695 filed Critical Предприятие П/Я А-3695
Priority to SU894710480A priority Critical patent/SU1661704A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1661704A1 publication Critical patent/SU1661704A1/en

Links

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к метеорологии и атмосферной оптике, в частности к устройствам дл  определени  прозрачности атмосферы и метеорологической дальности видимости (МДВ). Дл  повышени  точности измерени  за счет оценки степени неоднородности атмосферы по сигналу от облака и введени  в результат измерени  поправки, соответствующей такой неоднородности, в устройство введены блок 11 делителей амплитуды сигналов, соответствующее число компараторов, блок 13 логики, а также блок 7 измерени  временных интервалов и усилитель 14 с регулируемым коэффициентом усилени . В устройстве измер етс  амплитуда импульсного сигнала от облака и в зависимости от ее величины вноситс  поправка в результат расчета МДВ. Если амплитуда сигнала от облака превышает некоторое предельное значение, за МДВ принимаетс  рассто ние до облака по трассе зондировани . 1 ил.The invention relates to meteorology and atmospheric optics, in particular, to devices for determining atmospheric transparency and meteorological visibility range (DVM). To improve measurement accuracy by estimating the degree of atmospheric heterogeneity from a cloud signal and introducing an amendment corresponding to such heterogeneity to the measurement result, unit 11 of signal amplitude dividers, appropriate number of comparators, logic unit 13, and unit 7 for measuring time intervals and variable gain amplifier 14. The device measures the amplitude of the pulsed signal from the cloud, and depending on its magnitude, an amendment is made to the result of the calculation of the MAI. If the amplitude of the signal from the cloud exceeds a certain limit value, the distance to the cloud along the sounding path is taken as the MDW. 1 il.

Description

оэoh

0505

к|to |

ЈъЈъ

Изобретение относитс  к атмосфер ной оптике и метеорологии и может быть использовано дл  измерени  прозрачности атмосферы, контрол  метеорологической дальности видимости.The invention relates to atmospheric optics and meteorology and can be used to measure the transparency of the atmosphere, control the meteorological visibility range.

Целью изобретени   вл е-тс  повышение точности.The aim of the invention is to increase accuracy.

На чертеже изображена лок-схема предлагаемого устройства.The drawing shows the Lok scheme of the proposed device.

Предлагаемое устройств9 дл  определени  метеорологической дальности видимости содержит блок 1 управлени , приемопередатчик 2, стробируемые накопители (интеграторы) 3 и 4, блок 5 сравнени , амплитудный анализатор 6, блок 7 измерени  временных интервалов , блоки 8 и 9 делени , логарифмический усилитель 10, блок 11 дели- тврпей, блок 12 компараторов, блок 13 логики, усилитель 14 с регулиру- eMjbM коэффициентом усилени , блок 15 измерени  рассто ни  до облака, селектор 16 и регистрирующий прибор 17,The proposed device9 for determining the meteorological visibility range includes a control unit 1, a transceiver 2, gated drives (integrators) 3 and 4, a comparison unit 5, an amplitude analyzer 6, a time interval measurement unit 7, a division block 8 and 9, a logarithmic amplifier 10, a block 11 Delivi, block 12 comparators, block 13 of logic, amplifier 14 with adjustable eMjbM gain, block 15 for measuring the distance to the cloud, selector 16 and recording device 17,

Один выход блока 1 управлени  соединен с входом приемопередатчика 2 и входом синхронизации блока 15 измерени  рассто ни  до облака, а другой выход блока 1 управлени  подключен к входам стробировани  первого интегратора 3, блок 5 сравнени , амплитудного анализатора 6, к одному из входов блока 7 измерени  временных интервалов .One output of control unit 1 is connected to the input of transceiver 2 and the synchronization input of distance measuring unit 15 to the cloud, and the other output of control unit 1 is connected to the gate inputs of the first integrator 3, comparison unit 5, amplitude analyzer 6, to one of the inputs of measurement unit 7 time intervals.

Выход приемопередатчика 2 соединен с входами накопителей 3 и 4, блока 5 сравнени , амплитудного анализатора 6 блрка 15 измерени  рассто ни  до об- лаНа и объединенным входом блока 12 компараторов.The output of the transceiver 2 is connected to the inputs of the accumulators 3 and 4, the comparison unit 5, the amplitude analyzer 6 of the distance measuring 15 to the field and the combined input of the comparator unit 12.

Выход блока 5 сравнени  подключен к Входу стробировани  накопител  4 и другому входу блока 7 измерени  временных интервалов. Выходы накопителей 3 и 4 подключены к соответствующим входам блока 8 делени , выход которого через логарифмический усилитель 10 соединен с одним из входов .-блока 9 делени , другой вход которого подключен к выходу блока 7 измерени  временных интервалов.The output of the comparator unit 5 is connected to the Gating Input of the accumulator 4 and another input of the time interval measurement unit 7. The outputs of the accumulators 3 and 4 are connected to the corresponding inputs of dividing unit 8, the output of which is connected to one of the inputs of dividing unit 9 through logarithmic amplifier 10, the other input of which is connected to the output of time interval measuring unit 7.

Выход блока 9 делени  через усилитель 14 с регулируемым коэффициентом усилени  подключен к одному из входов селектора 16, К выходу селектора 16 подключен регистрирующей прибор 17, а к другому входу - выход блока 15 измерени  рассто ни  до облака, другой выход которого соединен с входом стробировани  блока 12 компараторов.The output of dividing unit 9 through an amplifier 14 with adjustable gain is connected to one of the inputs of the selector 16, the output of the selector 16 is connected to the output of the selector 16, and the output of the distance measuring unit 15 to the cloud, the other output of which is connected to the strobe input, is connected to another input 12 comparators.

Один выход амплитудного анализатора 6 соединен с другим входом блока 5 сравнени , а другой выход подключенOne output of the amplitude analyzer 6 is connected to another input of the comparison unit 5, and the other output is connected

к входу блока 11 делителей.to the input of the block 11 dividers.

Выходы блока 11 делителей подключены к входам блока 12 компараторов, один из выходов которого соединен с управл ющим входом селектора 16, аThe outputs of the block 11 of the dividers are connected to the inputs of the block 12 of the comparators, one of the outputs of which is connected to the control input of the selector 16, and

0 другие - с входами блока 13 логики, выход которого соединен с управл ющим входом усилител  14.0 others - with the inputs of the logic unit 13, the output of which is connected to the control input of the amplifier 14.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

5 Блок 1 управлени  запускает приемопередатчик 2, который в момент времени tu посылает ъ атмосферу импульс излучени  малой длительности, преобразует рассе нное атмосферой в обратном5 The control unit 1 starts the transceiver 2, which, at the moment of time tu, sends an impulse of short duration to the atmosphere at the atmosphere, converts the scattered radiation by the atmosphere in the opposite direction

0 направлении излучение в электрический сигнал, корректирует его на квадрат рассто ни  до рассеивающего объема и вычитает фоновую составл ющую. В момент ty блок 1 управлени  запус5 кает также блок 15 измерени  рассто ни  до облака.In the direction of the radiation into an electrical signal, it corrects it by the square of the distance to the scattering volume and subtracts the background component. At the time ty, the control unit 1 also starts up the distance measuring unit 15 to the cloud.

Электрический сигнал с выхода при емопередатчика 2, пропорциональный сигналу обратного рассе ни  атмосфе0 РЫ, скорректированному на квадрат рассто ни  до рассеивающего объема, начинает поступать на соответству- , ющие входы накопителей 3 и 4, блока 5 сравнени , амплитудного анализатора 6, блока 12 .компараторов иПлока 15 измерени  рассто ни  до облака,An electrical signal from the output of the transceiver 2, proportional to the backscattered signal of the atmosphere, corrected by the square of the distance to the scattering volume, begins to flow to the corresponding inputs of the accumulators 3 and 4, the comparison unit 5, the amplitude analyzer 6, the compressor 12 block. Panel 15 measuring the distance to the cloud,

- %-%

В момент времени ta, соответствующий моменту полного вхождени  зондирующего импульса в поле зрени  фото0 приемника, то есть в момент, с которого сигнал обратного рассе ни  из атмосферы перестает зависеть от взаимного расположени  передатчика и приемника (t0 - tu const), блок 1At time ta, corresponding to the moment when the probe pulse is completely in the photo field of the receiver photo, i.e., the moment from which the backscattered signal from the atmosphere ceases to depend on the relative position of the transmitter and receiver (t0 - tu const), block 1

5 управлени  разрептет работу накопител  3, который накапливает (интегрирует ) аналоговый сигнал с момента te до максимально возможного времени tn. Величина tm определ етс  при0 борной реализацией устройства. По5, the control will work out the accumulator 3, which accumulates (integrates) the analog signal from the moment te to the maximum possible time tn. The value tm is determined by the instrumental implementation of the device. By

истечении времени выхода накопител  3 интеграл I поступает на один из входов блока 8 делени ,,the expiration of the output time of the drive 3 integral I is fed to one of the inputs of the block 8 division,

В тот же момент времени t блок tAt the same time t block t

5 управлени  запускает блок 7 измерени  временных интервалов, амплитудный анализатор 6, представл ющий из себ  стробируемый пиковый детектор с малым временем выборки, и разрешает работуThe control unit 5 starts the time interval measurement unit 7, the amplitude analyzer 6, which is a gated peak detector with a short sampling time, and enables the operation

5five

блока 5 сравнени . В момент t0 амплитудный анализатор 6 фиксирует мгновенное значение сигнала обратного рассе ни . Зафиксированна  им величи- на сигнала поступает на другой вход блока 5 сравнени .block 5 comparison. At time t0, the amplitude analyzer 6 captures the instantaneous value of the backscatter signal. The value of the signal fixed by it is fed to another input of the comparison unit 5.

Блок 5 сравнени  сравнивает величину текущего сигнала из атмосферы и (1/п)-ю часть величины сигнала в момент t0 и в момент t их равенства выдает импульс, останавливающий работу блока 7 измерени  временных интервалов, сигнал с выхода которого по истечении времени tm поступает на вход блока 9 делени . Величина п определ етс  конкретной реализацией предлагаемого устройства., оптимальна  величина которой лежит в пределах 5-20.Comparison unit 5 compares the magnitude of the current signal from the atmosphere and the (1 / n) -th part of the signal magnitude at the time t0 and at the moment t of their equality produces a pulse stopping the operation of the time interval measurement unit 7, the signal from the output of which, after the time tm input block 9 division. The value of n is determined by the specific implementation of the proposed device, the optimal value of which lies within 5-20.

В тот же момент t блок 5 сравнени  разрешает работу накопител  4, который интегрирует сигнал до момента t. По истечении времени tm интеграл 1 с выхода накопител  4 по- ступает на другой вход блока 8 делени . Результат делени  , , пропорциональный квадрату прозрачности сло  атмосферы толщиной c(t - t0)/2, где с - скорость света, через логарифмиче кий усилитель 10 поступает на другой вход блока 9 делени . Результат делени  (t - t0)/ln (Ij/I,,), пропорциональный метеорологической дальности видимости SH, поступает на вход усилител  14 с переменным коэффициентом усилени .At the same time t, the comparison unit 5 enables the operation of the storage device 4, which integrates the signal up to the time t. After the time tm has elapsed, the integral 1 from the output of accumulator 4 enters another input of block 8 of division. The result of division, proportional to the square of the transparency of the atmosphere layer of thickness c (t - t0) / 2, where c is the speed of light, through a logarithmic amplifier 10 enters another input of the division 9. The result of dividing (t - t0) / ln (Ij / I ,,), proportional to the meteorological visibility range SH, is fed to the input of the amplifier 14 with a variable gain factor.

Блоки 11-13, 15 предлагаемого устройства определ ют поправку в Sw из-за наличи  облака (сло ) на трассе зондировани . Величина поправки определ етс  из величины соотношени  /значени  сигнала обратного рассе ни  в момент времени to и максимальногоBlocks 11-13, 15 of the proposed device determine the correction in Sw due to the presence of a cloud (layer) on the sounding path. The magnitude of the correction is determined from the value of the ratio / value of the backscatter signal at the time instant to and the maximum

значени  сигнала в облаке.signal values in the cloud.

Блок 15 измерени  рассто ни  до облака в момент по влени  сигнала от облака на трассе зондировани  выдает импульс разрешени  на работу блока 12The block 15 for measuring the distance to the cloud at the time of the signal from the cloud on the sounding path gives a pulse of resolution to the work of block 12

компараторов. icomparators. i

На объединенный вход блока 12 компараторов поступает сигнал обратного рассе ни  с выхода приемопередатчика 2, а на другие входы с амплитудного анализатора 6 через блок 11 делителей различные части величины сиг- вала в момент t0.The combined input of the comparator unit 12 receives a backscatter signal from the output of the transceiver 2, and the other inputs from the amplitude analyzer 6 through the divider unit 11 different parts of the signal size at time t0.

Блок 12 компараторов в зависимости от величины максимального сигналаBlock 12 comparators depending on the magnitude of the maximum signal

5 five

5 050

5 О 5 o

5five

00

5five

00

5five

от облака выдает команду блоку 13 логики , измен ющему коэффициент усилени  усилител  14. Таким образом вноситс  поправка в результат измерени  S I и селектор 16 пропускает результат измерени  на регистрирующий прибор 17.from the cloud, issues a command to logic block 13, which changes the gain of amplifier 14. Thus, an amendment is made to the measurement result SI and the selector 16 passes the measurement result to the recording device 17.

В случае, если величина максимума сигнала от облака превышает предельное значение, то есть внесение поправки бессмысленно из-за ее большой величины , за Sw принимаетс  рассто ние до облака. По истечении tm величина, пропорциональна  рассто нию до облака , с другого выхода блока 15 посту- - пает на другой вход селектора 16. По команде с другого выхода блока 12 -компараторов селектор 16 пропускает эту величину на регистрирующий прибор 17.If the maximum value of the signal from the cloud exceeds the limit value, i.e., the amendment is meaningless due to its large value, then Sw is taken as the distance to the cloud. After tm, the value is proportional to the distance to the cloud, from the other output of the block 15 goes to another input of the selector 16. On a command from the other output of the block of 12 -comparators, the selector 16 passes this value to the registering device 17.

Конкретное конструктивное выполнение блока 13 логики зависит от схемы усилител  14 с регулируемым коэффи- дементом усилени  ,The specific design of the logic unit 13 depends on the circuit of the amplifier 14 with an adjustable gain factor,

Например, усилитель 14 может быть собран на операционном усилителе, коэффициент усилени  которого регулируетс  с помощью резисторов, включаемых в цепь обратной св зи с помощью аналоговых ключей.For example, amplifier 14 may be assembled on an operational amplifier, the gain of which is controlled by resistors connected to the feedback circuit using analog switches.

Пор док подключени  резисторов определ етс  цифровым сигналом (кодом, например, двоичным), управл ющим аналоговыми ключами.The order of connection of resistors is determined by a digital signal (code, for example, binary) controlling the analog switches.

Тогда блок 13 логики представл ет собой шифратор на комбинационной логике , преобразующий соответствующий входной код в двоичный. Такие схемы широко примен ютс  во всех аналого- цифровых преобразовател х параллельного типа.Then logic block 13 is an encoder on combinational logic that converts the corresponding input code to binary. Such circuits are widely used in all parallel-type analog-to-digital converters.

Можно подключать (отключать) резисторы , не преобразу  выходной код блока 12 компараторов в двоичный. Тогда при срабатывании очередного компаратора непосредственно должен отключатьс  соответствующий резистор из цепи обратной св зи. В этом случае блок логики представл ет собой набор из N-1 устройств, адаптирующих выходные сигналы соответствующих компараторов в сигналы, управл ющие соответствующими аналоговыми ключами.You can connect (disconnect) resistors, do not convert the output code of the block of 12 comparators to binary. Then, when the next comparator is triggered, the corresponding resistor must be disconnected directly from the feedback circuit. In this case, the logic unit is a set of N-1 devices that adapt the output signals of the respective comparators to the signals that control the corresponding analog keys.

По истечении времени, заведомо iдостаточного дл  полной обработки сигнала, все блоки предлагаемого устройства автоматически привод тс  в первоначальное состо ние.After a time that is known to be sufficient for complete signal processing, all blocks of the proposed device are automatically restored to their original state.

Использование предлагаемого устройства за счет автоматического внесени  поправки в МДВ в случае наличи  неоднородности на трассе зондировани  позвол ет значительно повысить точность измерени  МДВ.The use of the proposed device due to the automatic correction of the DVM in the case of non-uniformity on the sounding path can significantly improve the accuracy of the DVA measurement.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  определени  метеоро Логической дальности видимости, содержащее блок управлени , первый выход которого соединен с приемопере- атчиком, подключенным к первым входам блока сравнени , первого накопи- Тел  и амплитудного анализатора, пер- фый вход которого подключен к второму входу блока сравнени , второй накопитель , причем выходы накопителей Подключены к соответствующим входам Первого блока делени , и регистратор, ртличающеес  тем, что, С целью повышени  точности, в него рведены блок делителей, блок компараторов , блок логики, блок измерени  {временных интервалов, блок измерени  рассто ни  с входом синхронизации и усилитель с регулируемым коэффициентом усилени  и селектор с управл ющими входами, логарифмический усили- тель и второй блок делени , при этом блок компараторов, накопители, блок сравнени  и амплитудный анализатор выполнены с входами стробировани , . один из входов второго блока делени  подключен к выходу первого блока делени  через логарифмический усилиA device for determining a Meteor Logical visibility range, comprising a control unit, the first output of which is connected to a transceiver connected to the first inputs of the comparison unit, the first accumulator and an amplitude analyzer, the first input of which is connected to the second input of the comparison unit, the second accumulator The outputs of accumulators are connected to the corresponding inputs of the First division block, and the recorder, which is distinguished by the fact that, in order to improve the accuracy, a divider block, a comparators block, a log block are inserted into it and, a measurement unit {time intervals, a distance measurement unit with a synchronization input and an amplifier with adjustable gain and a selector with control inputs, a logarithmic amplifier and a second dividing unit, with a comparator unit, accumulators, a comparison unit and an amplitude analyzer with gating inputs,. one of the inputs of the second dividing unit is connected to the output of the first dividing unit through a logarithmic effort 5five Q Q 00 5five 5five тель, а другой вход соединен с выходом блока измерени  временных интервалов , входы которого подключены соответственно к выходу блока сравнени  и к второму входу блока управлени , подключенного также к входам стробировани  первого накопител , блока сравнени  и амплитудного анализатора , а выход второго блока делени  через усилитель с регулируемым коэффициентом усилени  подключен к первому входу селектора, выход которого соединен с регистратором, второй вход подключен к первому выходу блока измерени  рассто ни , вход синхронизации которого соединен с первым выходом блока управлени , второй выход соединен с входом стробировани  блока KOMJ параторов, а второй вход соединен с выходом приемопередатчика, который также соединен с входом блока компараторов и вторым накопителем, причем второй выход амплитудного анализатора соединен с входом блока делителей, выходы которого соединены с соответствующими входами блока компараторов, причем один из выходов блока компараторов соединен с третьим управл ющим входом селектора, а остальные выходы соединены с соответствующими входами блока логики, выход которого подключен к управл ющему входу усилител  , с регулируемым коэффициентом усиле- 1Ни , при этом выход блока сравнени  Подключен к входу стробировани  второго накопител .The other input is connected to the output of the time measurement unit, whose inputs are connected respectively to the output of the comparison unit and to the second input of the control unit, also connected to the gating inputs of the first drive, the comparison unit and the amplitude analyzer, and the output of the second division unit through an amplifier adjustable gain is connected to the first input of the selector, the output of which is connected to the recorder, the second input is connected to the first output of the distance measuring unit, the synchronization input The second output is connected to the first output of the control unit, the second output is connected to the gating input of the KOMJ parators unit, and the second input is connected to the output of the transceiver, which is also connected to the input of the comparator unit and the second accumulator, and the second output of the amplitude analyzer is connected to the input of the divider unit, the outputs of which connected to the corresponding inputs of the comparator unit, with one of the outputs of the comparator unit being connected to the third control input of the selector, and the remaining outputs connected to the corresponding odes logic unit, whose output is connected to the control input of the amplifier with adjustable amplification factor 1Ni, wherein the comparing unit output connected to the input of the second gating accumulator.
SU894710480A 1989-04-18 1989-04-18 Device for measuring weather-conditioned visibility range SU1661704A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894710480A SU1661704A1 (en) 1989-04-18 1989-04-18 Device for measuring weather-conditioned visibility range

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894710480A SU1661704A1 (en) 1989-04-18 1989-04-18 Device for measuring weather-conditioned visibility range

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1661704A1 true SU1661704A1 (en) 1991-07-07

Family

ID=21456725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894710480A SU1661704A1 (en) 1989-04-18 1989-04-18 Device for measuring weather-conditioned visibility range

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1661704A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 918822, кп. G 01 N 21/01, 1980. Авторское свидетельство СССР № 390401, кп. G 01 W 1/00, 1969. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB1563146A (en) Determination of a parameter of an autocorrelating function
SE9000103L (en) PROCEDURE AND DEVICE OF OPTICAL DISTANCE METERS
US4047819A (en) Apparatus for measuring optical density with stray light compensation
SU1661704A1 (en) Device for measuring weather-conditioned visibility range
US4727258A (en) Optoelectronic system for passive range metering
US4691381A (en) Receiver for amplitude modulated signals
US3805046A (en) Logarithmic conversion system
US4436426A (en) High-precision reflectometer
SU1714549A1 (en) Method for determining optical characteristics and device
RU2117936C1 (en) Digital optical moisture measuring device
RU1784843C (en) Metrology visual range meter
SU1105830A1 (en) Device for measuring non-linearity of ramp voltage
SU911247A1 (en) Device for substance concentration measurement
SU1103083A1 (en) Device for determination of atmosphere optical characteristics
SU1764015A1 (en) Device for determining meteorologic range of visibility
SU1180695A1 (en) Optoelectronic apparatus for measuring linear dimensions
SU674212A1 (en) Digital meter of monopulse signals
SU1682783A1 (en) Device for monitoring coat deposition process
SU1744636A1 (en) Ultrasonic flaw-detector
SU734575A1 (en) Peak detector
SU1295363A1 (en) Meter of time intervals
SU750253A1 (en) Apparatus for measuring minimum diameter of logs
RU2102729C1 (en) Frequency-pulse humidity meter
SU1639744A1 (en) Sorting control device
JPS6312543B2 (en)