SU792109A1

SU792109A1 - Apparatus for determining fog intensity by backward light scattering

Info

Publication number: SU792109A1
Application number: SU782702799A
Authority: SU
Inventors: Иван Семенович Кузнецов; Анна Ерофимовна Быховская; Наталья Александровна Кузнецова
Original assignee: Научно-Исследовательский Институт Гидрометеорологического Приборостроения
Priority date: 1978-12-26
Filing date: 1978-12-26
Publication date: 1980-12-30

Description

tt

Изобретение относитс к -области метеорологического приборостроени иможет быть использовано дл определени интенсивности тумана на сети метеостанций различного назначени . 5The invention relates to the field of meteorological instrumentation and can be used to determine the intensity of fog on a network of weather stations for various purposes. five

Известны устройства дл определени интенсивности тумана, содержащие источник модулированного излучени , фотоприемное устройство, устройство дл получени опорного сигнала непос- fO редственно от источникаизлучени 1. Отношение опорного сигнала к рабочегму зависит от коэффициентов пропуска-, ни оптических систем и источника излучени , и фотоприемника, а также зффициента передачи канала опорного сигнала.Devices for determining the intensity of fog are known, containing a source of modulated radiation, a photoreceiver, a device for receiving a reference signal directly from the radiation source 1. The ratio of the reference signal to the working signal depends on the transmittance coefficients of the optical system and the photodetector, also the transmission ratio of the reference channel.

i Однако в них на результат измерени оказывает вли ние загр знение в процессе работы наружных поверхностей 20 оптических систем как источника излучени , так -и фртоприемника. i However, in them, the measurement result is affected by the contamination of the external surfaces 20 of the optical systems of both the radiation source and the receiver in operation.

Наиболее близким техническим реш& нием к данному изобретению вл етс устройство дл определени интенсив- 25 ности тумана по обратному светорассе нию , .содержащее источник излучени с модул тором и оптической системой, фотоприемник с оптической, системой, расположенный в непосредственной бли- 30The closest technical solution to this invention is a device for determining the intensity of fog by reverse light scattering, containing a radiation source with a modulator and an optical system, a photodetector with an optical system located in the immediate vicinity

зости от источника излучени и отгороженный от него непрозрачной перего родкой, поворотный отражатель и блок управлени 2.hinged from the radiation source and a rotary reflector and control unit 2 separated from it by an opaque partition.

Недостатком известного устройства вл етс снижение точности измерени из-за загр знени оптической системы фотоприемника.A disadvantage of the known device is a decrease in the measurement accuracy due to contamination of the optical system of the photodetector.

Целью изобретени вл етс повышение точности определени интенсивности т-умана.The aim of the invention is to improve the accuracy of determining the intensity of the t-uman.

Указанна цель достигаетс тем,. что в устройстве дл определени интенсивности тумана поворотный отражатель выполнен сферическим, охватывающим оптические системы источника излучени и фотоприемника.This goal is achieved by that in the device for determining the fog intensity, the rotary reflector is made spherical, covering the optical systems of the radiation source and the photodetector.

На фиг. 1 и 2 представлены принципиальные схемы устройства дл определени интенсивности тумана.FIG. 1 and 2 are schematic diagrams of a device for determining the intensity of fog.

Устройство содержит источники излучени 1, 2, 3, 4 и т.п., например, из 6 групп излучающих светодирдов типа 3 11075, в каждой группе По три светодиода, расположенных по к-ругу и создающих с помощью объективов 5, 6, 7, 8 и т.п. направленные потоки Излучени ; электронный модул тор 9, состо щий из генератора импульсов, токовых ключей и схемы переключени токов,The device contains sources of radiation 1, 2, 3, 4, etc., for example, from 6 groups of emitting svetovird type 3 11075, in each group Three LEDs arranged in a circle and creating with the help of lenses 5, 6, 7 , 8, etc. directional radiation fluxes; an electronic modulator 9 consisting of a pulse generator, current switches and a current switching circuit,

электрически св занный с источниками излучени 1, 2, 3, 4 и т.п. (светодиодами ); приемный объектив 10, расположенный в центре среди объективов излучателей 5-8 и т.п. в непосредственной близости от них и отгороженный непрозрачной перегородкой 11; фотоприемник 12, например, типа ФД-7К, поочередно воспринимающий опорный поток непосредственно от источника излучени и рабочий, рассе нный атмосферой; поворотный сферический отражатель 13, выполненный, например, из металла, расположенный объективами источников излучени 5-8 и т.п. и фотоприемника 12, с возможностью поворота вокруг оси, перпендикул рной оптической оси фотоприемника 12 и вл ющийс одновременно защитным кожухом; блок управлени 14, управл ющий работой всего устройства/, Устройство дл определени интенсивности тумана содержит также блоки электронного усилител , преобразовател и индикатора (не показаны на чертежах ) .electrically connected to radiation sources 1, 2, 3, 4, and the like. (LEDs); receiving lens 10, located in the center among the lenses of emitters 5-8, etc. in close proximity to them and fenced off by an opaque partition 11; a photodetector 12, for example, of the PD-7K type, alternately receiving a reference flux directly from the radiation source and a worker dispersed by the atmosphere; a rotatable spherical reflector 13, made, for example, of metal, arranged with lenses of radiation sources 5-8, etc. and a photodetector 12, which can be rotated around an axis, perpendicular to the optical axis of the photodetector 12, and is simultaneously a protective casing; the control unit 14 controlling the operation of the entire device I; the device for determining the intensity of the fog also contains blocks of an electronic amplifier, a converter and an indicator (not shown in the drawings).

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

В исходном положении поворотный сферический отражатель 13 перекрывает оптические системы источников излучени 1-4 и т.п. и фотоприемникаIn the initial position, the rotatable spherical reflector 13 overlaps the optical systems of the radiation sources 1-4, etc. and photodetector

12.Источники излучени 1-4 и т.п., включенные сигналом с блока управлени 14, с помощью объективов 5-8 и т.п. формируют направленные потоки излучени . В это же врем начинает поворачиватьс сферический отражател12. Radiation sources 1-4, etc., included by the signal from the control unit 14, using lenses 5-8, etc. form directed radiation fluxes. At the same time, the spherical reflector begins to turn.

13,наход щийс перед объективами 5-8 и т.п. и 10 и перекрывающий световым потоком выход в атмосферу. Потоки излучени с объективов 5-8 и т.п. попадают на поворотный сферический отражатель 13, и, отразившись от него, через объектив 10 поступают на фотоприемник 12, таким образом формируетс сигнал. Необходима величина опорного сигнала достигаетс за счет регулировки мощности излучени путем изменени тока, питающего светодиоды . Фотоприемник 12 преобразует световой сигнал в электрический, который запоминаетс до момента начала измерени -рабочего сигнала. Измерени опЬрного сигнала заканчивае с преж дд чем начинают открьшатьс оптическуе системы устройства. После окончани измерени опорного сигнала источники излучени 1-4 и т.п. включаютс а полную мощность.13, in front of lenses 5-8 and the like. and 10 and overlapping luminous flux into the atmosphere. Radiation fluxes from lenses 5-8, etc. get on the rotary spherical reflector 13, and, reflected from it, through the lens 10 are fed to the photodetector 12, thus a signal is formed. The required magnitude of the reference signal is achieved by adjusting the radiation power by changing the current supplying the LEDs. The photodetector 12 converts the light signal into an electrical signal, which is memorized until the start of the measurement of the working signal. Measurement of the optical signal ends with the same as the optical systems of the device begin to open. After the measurement of the reference signal is completed, radiation sources 1-4 and the like. include a full power.

При полном открытии объективов 5-8 и т.п. и 10 источникрв излучени 1-4 и т.п. и фотоприемника 12 по сигналу с блока управлени 14 останавливаетс поворотный сферический отражатель 13. При этом; зондируннцее излучение направл етс в исследуемую атмосферу . Рассе нный частицами замутненной атмосферы в обратном направлении световой поток собираетс объек- тивом 10 на фотоприемник 12, где он , рреобразуетс в электрический сигнал. Затем происходит сравнение опорного и рабочего сигналов, и по величине отношени т суп т: об интенсивности тумана. Врем измерени опорногоWith full opening of lenses 5-8, etc. and 10 radiation sources 1-4, and the like. and the photodetector 12, according to the signal from the control unit 14, the rotary spherical reflector 13 stops; probe radiation is directed to the atmosphere under study. The light flux scattered by the turbid atmosphere particles in the opposite direction is collected by the objective 10 to the photodetector 12, where it is converted into an electrical signal. Then the reference and working signals are compared, and in terms of the magnitude of the ratio m: m: intensity of fog. Measurement time reference

Q и рабочего сигналов задаетс блоком управлени 14.Q and the operating signal is set by the control unit 14.

По окончании измерени поворотный сферический отражатель 13 вновь приходит в движение до возвращени в ис ходное положение. При этом оптические системы источников излучени 1-4 и т.п. и фотоприемника 12 оказь ваютс полностью перекрытЕлми и надежно защищёнными от воздействи пыли и атмосферных ос адков.At the end of the measurement, the rotatable spherical reflector 13 is again set in motion until it returns to its initial position. At the same time, optical systems of radiation sources 1-4, etc. and the photodetector 12 are completely blocked and reliably protected from the effects of dust and atmospheric wastes.

0 Применение электронного модул тора , соединенного с источниками излучени (например, излучающими светодиодами ) и имеющего высокую частоту модул ции, позвол ет ослабить вли ние помех от внешних источников излучени и уменьшить вли ние шумов фотоприемника. Регулировка опорного сигнала от поворотного сферического отражател осуществл етс изменени0 SM величины тока, питающего светодиоды , без дополнительных светоделительных устройств.0 The use of an electronic modulator connected to radiation sources (e.g., emitting LEDs) and having a high modulation frequency, allows to mitigate the effects of interference from external sources of radiation and reduce the effects of photodetector noise. The adjustment of the reference signal from the rotary spherical reflector is carried out by changing the SM value of the current supplying the LEDs without additional beam-splitting devices.

Предлагаемое устройство позвол ет исключить вли ние загр знений оптических систем и может быть применено в автоматических метеорологических станци х.The proposed device makes it possible to eliminate the effect of pollution of optical systems and can be applied in automatic meteorological stations.

Claims

one.:; UK Patent No. 102691 Cl. G Ol N 21 / 2.6, published. 1968.

2. USSR author's certificate 368531, cl. G 01 N 21/26, 1973 (prototype).

"

eleven.

“,

w

If