Устройство для определения метеорологической дальности видимости

 

Изобретение относится к метеорологии и атмосферной оптике, в частности к устройствам для определения прозрачности атмосферы и метеорологической дальности видимости (МДВ). Для повышения точности измерения за счет оценки степени неоднородности атмосферы по сигналу от облака и введения в результат измерения поправки, соответствующей такой неоднородности, в устройство введены блок 11 делителей амплитуды сигналов, соответствующее число компараторов, блок 13 логики, а также блок 7 измерения временных интервалов и усилитель 14 с регулируемым коэффициентом усиления. В устройстве измеряется амплитуда импульсного сигнала от облака и в зависимости от ее величины вносится поправка в результат расчета МДВ. Если амплитуда сигнала от облака превышает некоторое предельное значение, за МДВ принимается расстояние до облака по трассе зондирования. 1 ил.

СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ . РЕСПУБЛИН

А1 аю 03) (gg)g G 01 W 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A STOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4710480/10 (22) 18,04.89 (46) 07.07.91. Бюл. Р 25 (72) В.И.Козинцев, Е.Э.Г1ожаров, Б.А.Константинов и Г.Н.Балденков (53) 551.501.8(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К - 918822, кл. G 01 N 21/01, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 390401, кл. G 01 W 1/00, 1969. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРРДЕЛГНИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ ДАЛЬНОСТИ ВИДИМОСТИ (57). Изобретение относится к метеорологии и атмосферной оптике, в частности к устройствам для определения прозрачности атмосферы и метеорологической дальности видимости (HljB). Для повьппения точности измерения за счет! оценки степени неоднородности атмосферы по сигналу от облака и введения в результат измерения поправки, соответствующей такой неоднородности, в устройство введены блок 11 делителей амплитуды сигналов, соответствующее число компараторов, блок 13 логики, а также блок 7 измерения временных интервалов и усилитель 14 с регулируемым коэффициентом усиления. В устройстве измеряется амплитуда импульсного сигнала от облака и в зависимости от ее величины вносится поправка в результат расчета ГАВ. Если амплитуда сигнала от облака превышает некоторое предельное значение, за ГЩВ а принимается расстояние. до облака

9 по трассе зондирования. 1 ил.

1661?04

О дин выход амплитудного анализатора 6 соединен с другим входом блока

5 сравнения, а другой выход подключен к входу блока 11 делителей.

Выходы блока 11 делителей подключены к входам блока 12 компараторов, один из выходов которого соединен с управляющим входом селектора 16, а другие — с входами блока 13 логики, выход которого соединен с управляющим входом усилителя 14.

Устройство работает следующим образом.

Блок 1 управления запускает приемопередатчик 2, который в момент времени „ посылает в атмосферу импульс излучения малой длительности, преобразует рассеянное атмосферой в обратном направлении излучение в электрический сигнал, корректирует его на квадрат расстояния до рассеивающего объема и вычитает фоновую составляющую.

В момент tö блок 1 управления запускает также блок 15 измерения расстояния до облака.

Электрический сигнал с выхода при емопередатчика 2, пропорциональный сигналу обратного рассеяния атмосферы, скорректированному на квадрат расстояния до рассеивающего объема, начинает поступать на соответству,ющие входы накопителей 3 и 4, блока

5 сравнения, амплитудного анализатора 6, блока 12;компараторов и блока

15 измерения расстояния до облака.

В момент времени t, соответствующий моменту полного вхождения зондирующего импульса в поле зрения фотоприемника, то есть в момент, с которого сигнал обратного рассеяния из атмосферы перестает зависеть от взаимного расположения передатчика и приемника (t — ц = const), блок 1 управления разрешает работу накопителя 3, который накапливает (интегрирует) аналоговый сигнал с момента

С до максимально возможного времени t . Величина t определяется приборной реализацией устройства ° По истечении времени t с выхода накопителя 3 интеграл I поступает на один из входов блока 8 деления.

В тот же момент времени и блок управления запускает блок 7 йзмерения временных интервалов, амплитудный анализатор 6, представляющий из себя стробируемый пиковый детектор с малым временем выборки, и разрешает работу

Изобретение относится к атмосфер" ной оптике и метеорологии и мажет быть использовано для измерения прозрачности атмосферы, контроля метеорОлогической дальности видимости.

Целью изобретения является повышение точности.

На чертеже изображена лок-схема пр едлаг а емо r о ус тр ой с тв а, Предлагаемое устройство для опре( д ения метеорологической дальности в димости содержит блок 1 управления, п иемопередатчик 2, стробируемые нак пители (интеграторы) 3 и 4, блок 5 с1 авнения, амплитудный анализатор 6

У блок 7 измерения временных интервалов, блоки 8 и 9 деления, логарифмический усилитель 10, блок 11 делите,ейй, блок 1 2 компараторов, блок

13 логики, усилитель 14 с регулируеь ым коэффициентом усиления, блок 15 измерения расстояния до облака, селектор 16 и регистрирующий прибор 17, Один выход блока 1 управления соединен с входом приемопередатчика 2 и входом синхронизации блока 15 измерейия расстояния до облака, а другой

Ьыход блока 1 управления подключен к входам стробирования первого интегратора 3, блок 5 сравнения, амплитудного анализатора 6, к одному из входоВ блока 7 измерения временных интервалов.

Выход прием@передатчика 2 соединен с входами накопителей 3 и 4, блока 5 35 сравнения, амплитудного анализатора 6, блока 15 измерения расстояния до обла а и объединенным входом блока 12 койпараторов.

Выход блока 5 сравнения подключен 40 к Входу стробирования накопителя 4 и Другому входу блока 7 измерения временных интервалов. Выходы накопителей 3 и 4 подключены к соответствующим входам блока 8 деления, выход 45 которого через логарифмический усилитель 10 соединен с одним из входов

:блока 9 деления, другой вход которого подключен к выходу блока 7 измерения временных интервалов. 50

Выход блока 9 деления через усилитель 14 с регулируемым коэффициентом усиления подключен к одному из входов селектора 16. К выходу селектора 16 подключен регистрирующей прибор 17, а к другому входу- выход блока 15 иэме. рейия расстояния до облака, другой вьг ход которого соединен с входом стробирования блока 12 компараторов.

5 166 блока 5 сравнения. В момент t амплитудный анализатор 6 фиксирует мгновенное значение сигнала обратного рассеяния. Зафиксированная им величина сигнала поступает на другой вход блока 5 сравнения.

Блок S сравнения сравнивает величину текущего сигнала из атмосферы и (1/и)-ю часть величины сигнала в момент t0 и в момент t их равенства выдает импульс, останавливавячий работу блока 7 измерения временных интервалов, сигнал с выхода которого по истечении времени t поступает на вход блока 9 деления, Величина и определяется конкретной реализацией предлагаемого устройства, оптимальная величина которой-лежит в пределах

5-20.

В тот же момент t блок 5 сравнения разрешает работу накопителя 4, который интегрирует сигнал до момента . По истечении времени t „, интеграл I< с вьхода накопителя 4 поступает на другой вход блока 8 деления. Результат деления I

c - скорость света, через логарифмичес кий усилитель 10 поступает на другой вход блока 9 деления. Результат деления (t < - t )/In (Х /Т„), пропорциональный метеорологической дальности видимости S„ поступает на вход усилителя 14 с переменным коэффициентом усиления.

Блоки 11-13, 15 предлагаемого устройства определяют поправку в Б из-эа наличия облака (слоя) на трассе зондирования. Величина поправки определяется из величины соотношения значения сигнала обратного рассеяния в момент времени t и максимального о значения сигнала в облаке.

Блок 15 измерения расстояния до облака в момент появления сигнала от облака на трассе зондирования выдает импульс разрешения на работу блока 12 коипараторов.

t.

На объединенный вход блока 12 компараторов поступает сигнал обратного рассеяния с выхода приемопередатчика 2, а на другие входы с амплитудного анализатора 6 через блок 11 делителей различные части величины сигнала в момент й, .

Блок 12 компараторов в зависимости от величины максимального сигнала

1 7.04 от облака выдает команду блоку 13 логики, изменяющему коэффициент усиления усилителя 14. Таким образом вносится поправка в результат измерения

S „„и селектор 16 пропускает результат измерения на регистрирующий прибор 17.

В случае, если величина максимума сигнала от облака превьппает предельное значение, то есть внесение поправки бессмысленно из-эа ее большой ве" личины, за 8„„ принимается расстояние до облака. По истечении с величина, пропорциональная расстоянию 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

20 эту величину на регистрирующий при» бор 17.

Конкретное конструктивное выполнение блока 13 логики зависит от схемы усилителя 14 с регулируемым коэффи25 цементом усиления, Например, усилитель 14 может быть собран на операционном усилителе, коэффициент усиления которого регулируется с помощью резисторов, нключа° 0 емых в цепь обратной связи с помощью аналоговых ключей.

Порядок подключения резисторов определяется цифровым сигналом (кодом, например, двоичным), управляющим ана35 логовыми ключами.

Тогда блок 13 логики представляет собой шифратор на комбинационной логике, преобразующий соответствующий входной код в двоичный. Такие схемы

40 шиРоко применяются во всех аналогоцифровых преобразователях параллельного типа, Можно подключать (отключать) резисторы, не преобразуя выходной код

45 блока 12 компараторов в двоичный. Тогда при срабатывании очередного компаратора непосредственно должен отключаться соответствующий резистор из цепи обратной связи. В этом случае

50 блок логики представляет собой набор из N-1 устройств, адаптирующих выходные сигналы соответствующих компараторов в сигналы, управляющие со,ответствующими аналоговыми ключами.

По истечении времени, заведомо достаточного для полной обработки

1 . сигнала, всЕ блоки предлагаемого устройства автоматически приводятся в первоначальное состояние.

1661704

Составитель Е.Тройимов

Техред Л,Сердюкова Корректор С. Шекмар

Редактор С.Кулакова

Заказ 2122 Тираж 275 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат ."Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101

Исполь з ова ние предлагаемог о устройства за счет автоматического внесения поправки в МДВ в случае наличия неоднородности на трассе зондирования позволяет значительно повысить точность измерения 1@В.

Формула изобретения устройство для определения метеоро-10 логической дальности видимости, соержащее блок управления, первый выод которого соединен с приемопередатчиком, подключенным к первым входам блока сравнения, первого накопителя и амплитудного анализатора, первый вход которого подключен к второ,му входу блока сравнения, второй наКопитель, причем выходы накопителей подключены к соответствующим входам

1 ервого блока деления, и регистратор, тличающееся тем, что, с целью повьппения точности, в него введены блок делителей, блок компаРаторов, блок логики, блок измерения временных интервалов, блок измерения расстояния с йходом синхронизации и усилитель с регулируемым коэффициентом усиления и селектор с управляюнцми входами, логарифмический усили- 30 тель и второй блок деления, при этом ,блок компараторов, накопители, блок

;сравнения и амплитудный анализатор (! выполнены с входами стробирования, O один из входов второго блока деления

35 ,подключен к выходу первого блока деления через логарифмический усили- тель, а другой вход соединен с выходом блока измерения временных интервалов, входы которого подключены соответственно к выходу блока сравнения и к второму входу блока управления, подключенного также к входам стробирования первого накопителя, блока сравнения и амплитудного анализатора, а выход второго блока деления через усилитель с регулируемым коэффициентом усиления подключен к первому входу селектора, выход которого соединен с регистратором, второй вход подключен к первому выходу блока измерения расстояния, вход синхронизации которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход соединен с входом стробирования блока ком параторов, а второй вход соединен с выходом приемопередатчика, который также соединен с входом блока компа1 раторов 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 управляющим входом селектора, а остальные выходы соединены с соответствующими входами блока логики, выход которого подключен к управляющему входу усилителя с регулируемым коэфФициентом усиле,ния, при этом выход блока сравнения подключен к входу стробирования вто,рого накопителя.