Светолокационный измеритель высоты нижней границы облаков

 

1 ц 563658

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31.12.75 (21) 2306675/10 (51) М. Кл. G 01W 1/00 с присоединением заявки №

Государственньй комитет

Совета Министров СССР (23) Приоритет

Опубликовано 30,06.77. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 03.08.77 (53) УДК 551.508(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

Б. И. Метлицкий (71) Заявитель

Научно-исследовательский институт гидрометеорологического приборостроения (54) СВЕТОЛОКАЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЫСОТЫ

НИЖНЕЙ ГРАНИЦЫ ОБЛАКОВ

Изобретение относится к гидрометеорологическому приборостроению и может использоваться как автономный аэродромный прибор или как датчик в составе автоматических гидрометеорологических станций.

Известны светолокационные измерители высоты нижней границы облаков (1, 2, 3).

Они имеют низку.ю помехозащищенность (под помехой понимается сигнал, рассеянный дымкой, замутненной атмосферой между облаком и землей) измерений высоты нижней границы облаков, что часто приводит к ложному срабатыванию приборов.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения коэффициента ослабления атмосферы, содержащее разнесенные и имеющие параллельные оптические осп излучатель и приемное устройство с оптической системой, в фокусе которой размещена диафрагма поля зрения сложной формы (содержащей элементы неполного геометрического круга), а также фотоприемником и схемой обработки (4).

Однако это устройство имеет узкий диапазон коррекции.

Цель изобретения — повышение помехозащищенности устройства в заданном диапазоне высот путем исключения зависимости величины оптического сигнала, подающего на фотоприемник, от расстояния до облаков.

Это достигается тем, что диафрагма поля зрения, размещенная в оптической системе приемного устройства, выполнена в соответствии с выражением

Y(X) =f и — — +

+ (, —, 1/ l J f, где Х и Y — координаты, описывающие профиль диафрагмы;

f — фокусное расстояние объектива оптической системы;

P — половина угла расходимости диаграммы направленности (пучка) излучателя;

d — расстояние между оптическими осями излучателя и приемного

20 устройства;

2 с и Гь — заданный диапазон высот зондирования от точки пересечения диаграмм направленности излучателя и приемного устройства до точки, где пучок излучателя полностью попадает в поле зрения приемного устройства.

Координатные оси выбраны так, что оптическая ось приемного устройства пересекает

30 фокальную плоскость в точке с координата3 ми (О; af), где а — половина угла поля зрения приемного устройства и ось ОУ направлена в сторону оптической оси излучателя.

На чертеже показана оптическая схема предлагаемого светолокационного измерителя высоты нижней границы облаков.

Измеритель состоит из излучателя 1 (импульсный источник света с коллимирующей оптикой или лазер) и приемного устройства, которое содержит оптическую систему 2, диафрагму 3 поля зрения, фотоприемник 4 и электрическую схему 5 обработки. Диаграммы направленности излучателя и приемного устройства обозначены соответственно позициями 6 и 7.

Измеритель работает следующим образом.

Излучатель 1 излучает зондирующий импульс, который, отражаясь от облака, воспринимается приемной оптической системой 2, приходит через диафрагму 3 и попадает на фотоприемник 4. Электрический сигнал с фотоприемника поступает на электронную схему

5 обработки.

Выполнение диафрагмы поля зрения в соответствии с изобретением позволяет получить диаграмму направленности приемного устройства, при которой компенсируется зависимость величины принимаемого локатором сигнала от расстояния, т. е.

=- const, А (Z) Z где S(Z) — общая площадь поперечного сечения диаграмм направленностей приемного устройства и излучателя плоскостью, перпендикулярной к их оптическим осям;

А() — площадь поперечного сечения диаграммы направленности излучателя;

Z — расстояние до цели.

563658

Формула изобретения

Светолокационный измеритель высоты нижней границы облаков, содержащий разнесенные и имеющие параллельные оптические оси излучатель и приемное устройство с оптической системой, в фокусе которой размещена диафрагма поля зрения, а также фотоприемником и схемой обработки, отличающийс я тем, что, с целью повышения помехозащищенности в заданном диапазоне высот путем исключения зависимости величины оптического сигнала, попадающего на фотоприемник, от расстояния до облаков, в оптической системе приемного устройства диафрагма поля зрения выполнена в соответствии с выражением

r(x)=t i p/", — (— ) +

+ где Х и У вЂ” координаты, описывающие профиль диафрагмы;

f — фокусное расстояние объектива оптической системы;

P --половина угла расходимости пучка излучателя;

d — расстояние между оптическими осями приемного устройства и излучателя;

Zo и Еь — заданный диапазон высот зондирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

35 1. Авторское свидетельство СССР Х 295101, кл. G 01W 1/00, 1969.

2. Патент США № 3743419, кл. 356 вЂ, 1969.

3. Патент США № 3650628, кл. 356 вЂ, 1970.

4. Патент ФРГ № 1953594, кл. 42i 20/03, 40 1971.

563658

/7

Составитель С. Непомнящая

Редактор Т. Рыбалова Техред М. Семенов Корректор О. Тюрина

Заказ 1656/18 Изд. № 589 Тираж 725 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2