Способ определения фазового состояния аэрозольной среды

 

О П И С А Н И Е (ii) 6I3278

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.04,75 (21) 2118209/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.78, Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 13.06.78 (51) М. Кл. G 01W 1/00

Государственный комитет

Совета 3Иинистров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 551.508.769 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Д. Волков, Я. Н. Давыдов и А. И. Татаренко (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗОВОГО СОСТОЯНИЯ

АЭРОЗОЛЬНОЙ СРЕДЫ

Изобретение относится к метеорологическим методам и способам измерения микроструктуры облаков и туманов и предназначено для использования в геофизическом приборостроении и гидрометеорологической службе.

Для оценки фазового состояния облаков и измерения концентрации кристаллов льда применяют фотоэлектрический поляризационный прибор, состоящий из источника поляризованного света, приемной оптической системы для улавливания рассеиваемого облачными частицами света, двух призм Николя, с помощью которых выделяются линейно поляризованные компоненты рассеянного света, двух фотоумножителей, преобразующих световые потоки в электрические сигналы электронной схемы, с помощью которой оценивается коэффициент поляризации рассеянного частицей света, механического заборника для обеспечения движения потока облачного воздуха (аэрозоля) (1).

Жидкие и кристаллические облачные элементы имеют различные в некоторых направлениях рассеяния коэффициенты поляризации, что и определяет возможность автоматической идентификации сигналов по фазовому признаку частиц.

Известно устройство, реализующее способ определения фазового состояния аэрозольной среды, например облаков и туманов, основанный на облучении среды и измерении коэффициента поляризации рассеянного средой излучения (2).

Однако для того, чтобы отраженный каплями и кристаллами свет содержал информацию о фазе частицы (имел различную степень линейной поляризации), необходимо сформировать поляризованный луч в осветительной системе и освещать с помощью последнего пролетающие облачные частицы. Обязательным условием при этом является необходимость размещения поляризованного источника света и приемной оптической части так, чтобы оптические оси обеих указанных систем были вза15 имно перпендикулярны. Условие перпендикулярности вытекает из известных физических предпосылок и является принципиальным.

Так, например, при использовании по этой схеме неполяризованного луча в осветитель20 ной системе положительный эффект не может быть достигнут.

Расположение оптических осей под углом

90 является исключительно невыгодным с точки зрения светотехнических характеристик

25 устройства. Согласно современным научным представлениям индикатрисса рассеяния реальных облачных капель сильно вытянута вперед.

Сила света, рассеиваемого каплями в наз0 правлении углов, близких к 90 (yq), в сотни

5 (схема 11 регистрации) и каналу кристаллов (схема 12 регистрации).

Таким образом, по предлагаемому способу по сравнению с известным примерно на 700/о мощность светового потока, освещающего рабочую камеру, больше при использовании однотипных источников света за счет отсутствия поляризатора и в 15 — 20 раз больше уровень сигнала от капли одного и того же размера за счет использования более эффективного участка индикатриссы рассеяния.

Благодаря этому повышаются светотехнические характеристики и обеспечивается возможность раздельной регистрации концентрации капель и кристаллов, а также расширяется диапазон регистрируемых частиц.

Проведенные лабораторные испытания показали, что на основе предлагаемого способа возможна раздельная регистрация концентрации облачных частиц в следующих интервалах: капли 8 — 30 мкм, кристаллы 5 — 200 мкм.

813278

Формула изобретения

Способ определения фазового состояния аэрозольной среды, например облаков и туманов, основанный на облучении среды и измерении коэффициента поляризации рассеянного средой излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, среду облучают неполяризованным светом, а регистрацию рассеянного излучения ведут под углом, соответствующим максимуму коэффициента поляризации для неполяризованного света.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шулейкин И. Физика моря. Изд-во АН

СССР, 1959, с. 62.

2о 2. Авторское свидетельство СССР №344395, кл. G 01W 1 00, 1972.

Фиг. 1