Способ измерения интегральной влажности воздуха

 

Изобретение относится к области исследования параметров сред с помощью их просвечивания электромагнитными волнами, в частности, при измерениях интегральной влажности воздуха , и может быть использовано в геофизике , радиогеодезии и др.областях. Целью изобретения является повышение точности измерений. Сущность способа заключается в измерении фазового сдвига между выходными напряжениями двух модулированных дальномеров - оптического и радиодиапазонов при измерении ими трассы одинаковой длины . Вводятся поправки на коэффици- ,енты преломления в оптическом и радиодиапазонах . Для этого измеряют температуру и влажность вдоль трассы (у излучателей и у отражателей), находят средние значения, измеряют атмосферное давление и с учетом результатов измерений рассчитывают индексы преломления.- После этого устанавливают отношение модулирующих частот дальномеров равным отношению определенных индексов преломления.1 ил. с (Л с: 00 оо СА9 оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECflYEiËИН ао 4 С 01 Х 21/17

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3959841/31-25 (22) 03.10.85 (46) 15.06.87. Бюл. Ф 22. (71) Владимирский политехнический институт и Институт водных проблем

АН СССР (72) В.В.Ионов, А.С.Медовиков, А.Е.Насонов и Г.Н.Панин (53) 533.275(088.8) (56) Казаков Л.Я. Неоднородности коэффициента преломления воздуха в тропосфере. M.: Наука, 1979, с.45.

Патент США 11- 3437821, кл. G 01 N 21/26, 1969. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОЙ

ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА (57) Изобретение относится к области исследования параметров сред с помощью их просвечивания электромагнитными волнами, в частности, при измерениях интегральной влажности возду1

„„SU„„1317333 А 1 ха, и может быть использовано в геофизике, радиогеодезии и др.областях.

Целью изобретения является повышение точности измерений. Сущность способа заключается в измерении фазового сдвига между выходными напряжениями двух модулированных дальномеров— оптического и радиодиапазонов при измерении ими трассы одинаковой длины. Вводятся поправки на коэффициенты преломления в оптическом и радиодиапазонах. Для этого измеряют температуру и влажность вдоль трассы (у излучателей и у отражателей), находят средние значения, измеряют атмосферное давление и с учетом результатов измерений рассчитывают индексы преломления; После этого устанавливают отношение модулирующих частот дальномеров равным отношению определенных индексов преломления.I ил.

1317333

Изобретение относится к области исследований параметров сред с помощью их просвечивания электромагнитными волнами и может быть использовано в геофизике при изучении про- 5 цессов тепло и массобмена между воздухом и подстилающей поверхностью,, в метрологии длин для учета влажности воздуха при выполнении измерений и в радиогеодезии. !

О

Цель изобретения — повышение точности измерения интегральной влажности воздуха.

На чертеже изображена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство представляет собой измерительную систему из дальномеров модулированных колебаний оптического

20 и радиодиапазонов с вторичной схемой фазовой регистрации. Оно включает генератор 1 стабилизированной частоты, умножители 2 и 3 частоты, оптический генератор 4, модулятор 5 оптического излучения, приемник 6 оптического излучения, отражатель 7 оптического излучения, приемную 8 и передающую 9 антенны, генератор 10 радиочастотных колебаний, модулятор

11, антенный коммутатор 12, антенну

13, отражатель 14 радиоволн, детектор 15, смесители 16 и 17 и фазометр (измеритель фазовых сдвигов) 18.

Умножители 2 и 3 частоты выполнены перестраиваемыми (с переменным

35 коэффициентом умножения). Генератор

1 через умножители 2 и 3 частоты соединен соответственно с модуляторами

5 и 11. Одновременно выходы умножителей 2 и 3 соединены соответственно с первым и вторым входами смесителя 16, выход которого подключен к сигнальному входу измерителя 18 фазовых сдвигов. Приемник 6 по входу соединен с первым входом смесителя 17, второй вход которого подключен к выходу детектора 15, а выход соединен с опорным входом измерителя 18 фазовых сдвигов.

Устройство работает следующим образом.

Отражатели 7 и 14 устанавливают на равном расстоянии L от плоскостей антенных систем 9 и 13. При помощи влагомера измеряют влажность воздуха у излучателей и отражателей. Так же измеряют температуру и рассчитывают средние значения этих величин в пределах расстояния L. Измеряют давление P среды.

Определяют индексы преломления сухого воздуха (с поправкой на измерение показателя среды):

0, Тс Рс+е

Ь е

N =N — — -- — (а- — )

opt сpt p T Т (1) с

Nrqg=1О3,49 Рс /Т вЂ” 17,23 е/Т +

+ 495822 е/Т, (2) где И вЂ” индекс преломления сухого воздуха оптического диапазона;

N — индекс преломления сухого ор воздуха при стандартной о температуре Т с и давлении о

På

Т вЂ” среднее значение измеренной температуры;

P — измеренное значение давления среды; е — среднее значение измеренной влажности воздуха (в мм рт.ст.); а и Ь вЂ” эмпирические коэффициенты;

Д вЂ” длина волны оптического излучения.

N >< является справочной величинои .

Коэффициенты а и Ь определяются при градуировке, когда параметры среды соответствуют стандартным условиям (Т,, Р, ) .

Вычисляют отношение индексов преломления оптического m„ и радиодиапаЗОНОВ mg: ш1 N a (3)

0Р1

Из найденного отношения (3) подбирают оптимальное соотношение модулирующих частот, которые получаются путем регулирования коэффициентов умножения умножителей 2 и 3 частоты.

Для установленных частот модуляции измеряют электрические длины участка между излучателями и отражателями, регистрируют фазовый сдвиг между выходными напряжениями оптического и радиодальномеров и определяют интегральную влажность (е ) по формуле (е = (— — - — — -1) /(— + — ) (4) V К К аЯ 2L Т Т где о о Тс Ь

К = m (И вЂ” -(а- --)-17 23 ор ро лL с

К m2 495822; Я = 2«К (ш. — m„)

1317333

Составитель Ю.Коршунов

Техред А. Кравчук Корректор Г.Решетник

Редактор А.Ревин

Заказ 2414/39 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4 частота генератора

V — скорость распространения электромагнитной волны вдоль трассы (для воздуха, 3 ° 10 м/с); намеренное значение фазового сдвига.

Формула изобретения

Способ измерения интегральной влажности воздуха, заключающийся в том, что устанавливают отражатели на равном расстоянии от излучателей дальномеров модулированных колебаний оптического и радиодиапазонов, измеряют электрические длины участка между излучателем и отражателем, иэмеряют разность фаз между выходными напряжениями дальномеров и по величине фазового сдвига определяют интегральную влажность воздуха, о т— л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности, предварительно измеряют влажность воздуха и температуру в плоскостях излучателей и отражателей, вычисляют их средние

10 значения, измеряют атмосферное давление, с учетом результатов измерений опредсляют индексы преломления сухого воздуха для оптического и радиодиапазонов, находят их отноше15 ние и устанавливают отношение модулирующих частот равным отношению индексов прело:;ления.