JPS60239651A - ライダの装置関数などの測定方法 - Google Patents
ライダの装置関数などの測定方法Info
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- JPS60239651A JPS60239651A JP59095680A JP9568084A JPS60239651A JP S60239651 A JPS60239651 A JP S60239651A JP 59095680 A JP59095680 A JP 59095680A JP 9568084 A JP9568084 A JP 9568084A JP S60239651 A JPS60239651 A JP S60239651A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical fiber
- equipment function
- measurement
- received signal
- Prior art date
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
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- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明はレーザー光を例えば天空に発射し、大気汚染質
から反射した受信信号強度から、大気汚染質の濃度と高
さなどをめる所謂ライダーの装置関数などの測宇方法に
関するものである。
から反射した受信信号強度から、大気汚染質の濃度と高
さなどをめる所謂ライダーの装置関数などの測宇方法に
関するものである。
（従来技術）
ライダーは例えば牙１図に示すようにパルス状のレーザ
ー光を発射するレーザー発振器（１）と、ミラー（２）
、窓（３）、被測定対象（４）から反射した撒乱光の集
光レンズ（５）、光の検出器（６）など送受光系から八 なり、その受信信号Ｐを牙２図のようにモニタ面上に光
示してその信号Ｐのレベルと距離Ｐとから、例えば大気
汚染質の濃度とその高さを遠隔測定するものであって、
近年下層大気における汚染質の挙動の把握、更にはより
上層におけるオゾン（ｏ５）＋ナトリウム（Ｎ、）など
の化学物質の挙動の把握などに有用な測定器として広く
実用されつ＼ある。
ー光を発射するレーザー発振器（１）と、ミラー（２）
、窓（３）、被測定対象（４）から反射した撒乱光の集
光レンズ（５）、光の検出器（６）など送受光系から八 なり、その受信信号Ｐを牙２図のようにモニタ面上に光
示してその信号Ｐのレベルと距離Ｐとから、例えば大気
汚染質の濃度とその高さを遠隔測定するものであって、
近年下層大気における汚染質の挙動の把握、更にはより
上層におけるオゾン（ｏ５）＋ナトリウム（Ｎ、）など
の化学物質の挙動の把握などに有用な測定器として広く
実用されつ＼ある。
（従来技術の問題点）
ところでこのライダによるエアロゾル、ガス物質の測定
は、粒子状物質を対象としたミラー散乱方式ライダに例
をとると（り式を基礎とし、これから距離Ｒにおけるエ
アロゾルなどの粒子状物質の濃度０（Ｒ）を次の（２）
式によってめるものである。
は、粒子状物質を対象としたミラー散乱方式ライダに例
をとると（り式を基礎とし、これから距離Ｒにおけるエ
アロゾルなどの粒子状物質の濃度０（Ｒ）を次の（２）
式によってめるものである。
ｅ（Ｒ）＝＝Ｐｏ−Ａ−Ｆ・β（Ｆｌ）−Ｔ２（Ｒ）−
Ｒ−２−ｆ４ｂ （１１ここで ｅ （Ｒ） ；光検出器出力であられした受信信号強度
Ｐｏ；レーザー出力強度 Ａ ；レーザーパルス巾などできまる定数Ｆ ；装置関
数＝η・Ｋ η ；光検出器の電気変換定数 Ｋ ；送受光学系の効率 β（Ｂ）；距離Ｂにおける後方散乱断面積−＝（１！（
Ｒ）・σ Ｃ（Ｒ）；距離Ｆにおける粒子物質の濃度σ ；粒子物
質群の後方散乱断面積 Ｔ（Ｒ）；距離りまでの透過率 ｅｂ ；背景光の強度 Ｆｌ＝測定距離 Ｃ（Ｒ） ＝ （ｅ （Ｒ） −ｅｂ） Ｒ”／Ｐａ
−Ａ−Ｆ−σ・Ｔ ２（Ｒ） （２）しかしく２）式の
要素である装置関数Ｆは、牙１図に示したミラー（２）
、窓（３）などの送光系と集光レンズ（５）、光検出器
（６）などからなる受光系とを組み合わせた送受光系の
汚れにもとづく送受光効率の変化や、光検出器（６）の
劣化にもとづく電気変換定数の変化により影響を受け、
定量測定の精度を低下する。
Ｒ−２−ｆ４ｂ （１１ここで ｅ （Ｒ） ；光検出器出力であられした受信信号強度
Ｐｏ；レーザー出力強度 Ａ ；レーザーパルス巾などできまる定数Ｆ ；装置関
数＝η・Ｋ η ；光検出器の電気変換定数 Ｋ ；送受光学系の効率 β（Ｂ）；距離Ｂにおける後方散乱断面積−＝（１！（
Ｒ）・σ Ｃ（Ｒ）；距離Ｆにおける粒子物質の濃度σ ；粒子物
質群の後方散乱断面積 Ｔ（Ｒ）；距離りまでの透過率 ｅｂ ；背景光の強度 Ｆｌ＝測定距離 Ｃ（Ｒ） ＝ （ｅ （Ｒ） −ｅｂ） Ｒ”／Ｐａ
−Ａ−Ｆ−σ・Ｔ ２（Ｒ） （２）しかしく２）式の
要素である装置関数Ｆは、牙１図に示したミラー（２）
、窓（３）などの送光系と集光レンズ（５）、光検出器
（６）などからなる受光系とを組み合わせた送受光系の
汚れにもとづく送受光効率の変化や、光検出器（６）の
劣化にもとづく電気変換定数の変化により影響を受け、
定量測定の精度を低下する。
そこでその解決を図るため、例えば遠方に位置する標的
物を作り、これによる反射信号を受信してそのレベルか
ら装置関数Ｆをチェックする方法が検討されている。し
かしこの方法は遠方標的の製作や設置が難しいため、そ
の実用は極めて困難であって、現在までのところこの問
題を解決しうる簡単な方法は見られない。
物を作り、これによる反射信号を受信してそのレベルか
ら装置関数Ｆをチェックする方法が検討されている。し
かしこの方法は遠方標的の製作や設置が難しいため、そ
の実用は極めて困難であって、現在までのところこの問
題を解決しうる簡単な方法は見られない。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明の特
徴の矛１は、矛３図に示す実施例図のように、送光系の
窓（３）から出たレーザー光を光ファイバ（７）を介し
て直接受光系の集光レンズ（５）に送りこみ、光検出器
（６）により、その受信レベルを観察することにより、
装置関数の変動を知り、またレーザー発振器（１）から
のレーザー出方強度Ｐ。
徴の矛１は、矛３図に示す実施例図のように、送光系の
窓（３）から出たレーザー光を光ファイバ（７）を介し
て直接受光系の集光レンズ（５）に送りこみ、光検出器
（６）により、その受信レベルを観察することにより、
装置関数の変動を知り、またレーザー発振器（１）から
のレーザー出方強度Ｐ。
と、光検出器（６ンの出力電圧ｅ （Ｒ）とから、装置
関数をめうるようにした点にある。また矛２には光ファ
イバ（７）として、ここに入射したレーザー光を一定距
離Ｒ１１例えば１００ｍ、５００ｍなどに相当する一定
時間ｔだけ遅らせて、集光レンズ（５）に入射させるに
必要な長さＬをもたせたものを用いる。そしてくれによ
り測定距離（高さ）Ｒ１ｉｔミＮ、Ｌ／ｃ ’（β） ここで Ｃ；光の速度 Ｎ；屈折率 也＝ ｔ 、 Ｎ／２ （４） から、牙４図に示′すようにモニター上に基準の距離勇
を与えて、これにより矛２図のように実測された大気汚
染層などの距離をめうるようにし、従来のように別途距
離を測定する面倒な方法を用いることなく、ライグーを
利用して簡単正確に実測された大気汚染層（４）の高さ
などを知りうるようにした点にある。なお矛６図におい
て＋８）＋９）はキャップであって、光ファイバー（７
）の両端に固定され、本発明による測定時速光系を収容
したケース（１０）と、集光レンズ（５）などの受光系
を収容したケース（１１）の上部にそれぞれ嵌めこまれ
て、本発明測定系を構成′Ｊる。（１２）（１３）は光
を平均化する拡散板であって、これに代えて積分球など
公知のものを用いることができる。（１りはピンホール
板であって、大気汚染質の実測時のそれに対して極めて
大きいエネルギ量をもつ光を減衰して受光系に入射し、
モニタ上に適当な一定レベルの受信信号像が得られるよ
うにするもので、ピンホール板に代えて例えば光ファイ
バの微少断面の利用など他の公知の手段を用いることが
できる。
関数をめうるようにした点にある。また矛２には光ファ
イバ（７）として、ここに入射したレーザー光を一定距
離Ｒ１１例えば１００ｍ、５００ｍなどに相当する一定
時間ｔだけ遅らせて、集光レンズ（５）に入射させるに
必要な長さＬをもたせたものを用いる。そしてくれによ
り測定距離（高さ）Ｒ１ｉｔミＮ、Ｌ／ｃ ’（β） ここで Ｃ；光の速度 Ｎ；屈折率 也＝ ｔ 、 Ｎ／２ （４） から、牙４図に示′すようにモニター上に基準の距離勇
を与えて、これにより矛２図のように実測された大気汚
染層などの距離をめうるようにし、従来のように別途距
離を測定する面倒な方法を用いることなく、ライグーを
利用して簡単正確に実測された大気汚染層（４）の高さ
などを知りうるようにした点にある。なお矛６図におい
て＋８）＋９）はキャップであって、光ファイバー（７
）の両端に固定され、本発明による測定時速光系を収容
したケース（１０）と、集光レンズ（５）などの受光系
を収容したケース（１１）の上部にそれぞれ嵌めこまれ
て、本発明測定系を構成′Ｊる。（１２）（１３）は光
を平均化する拡散板であって、これに代えて積分球など
公知のものを用いることができる。（１りはピンホール
板であって、大気汚染質の実測時のそれに対して極めて
大きいエネルギ量をもつ光を減衰して受光系に入射し、
モニタ上に適当な一定レベルの受信信号像が得られるよ
うにするもので、ピンホール板に代えて例えば光ファイ
バの微少断面の利用など他の公知の手段を用いることが
できる。
以上本発明な一実施例について説明したが、一般に送受
光系の効率の変化は、特に光検出器（６）の劣化に影響
されることが大きく、また送光系の光の出射面積に対し
て遥かに大きい面積をもつ、集光レンズの汚れにもとづ
くものが主となる。従って例えば矛５図に示ｊように、
レーザー発振器（りの光出射部にハーフミラ−（１５）
を設けて、レーザー光を分光したのち光ファイバ（７）
と光減衰器（１６）を介して集光レンズ（５）に入射さ
せるように構成することができる。なお図示を省略した
がノ・−フミラー（１５）による分光後のレーザー光を
平均化するため、分光後の光を積分球などに通したのち
光ファイバ（７）に加えるように構成する。
光系の効率の変化は、特に光検出器（６）の劣化に影響
されることが大きく、また送光系の光の出射面積に対し
て遥かに大きい面積をもつ、集光レンズの汚れにもとづ
くものが主となる。従って例えば矛５図に示ｊように、
レーザー発振器（りの光出射部にハーフミラ−（１５）
を設けて、レーザー光を分光したのち光ファイバ（７）
と光減衰器（１６）を介して集光レンズ（５）に入射さ
せるように構成することができる。なお図示を省略した
がノ・−フミラー（１５）による分光後のレーザー光を
平均化するため、分光後の光を積分球などに通したのち
光ファイバ（７）に加えるように構成する。
このようにすれば大気汚染層（４）からの反射による受
信信号Ｐと、装置関数観測用の受信信号Ｐ１とを、牙６
図に示す実測例のようにモニタ上に同時に表示づること
かできる。従って送受光系の効与えられる装置関数観測
用受信信号Ｐ１の現出点までの長さ馬から簡単にめうる
。
信信号Ｐと、装置関数観測用の受信信号Ｐ１とを、牙６
図に示す実測例のようにモニタ上に同時に表示づること
かできる。従って送受光系の効与えられる装置関数観測
用受信信号Ｐ１の現出点までの長さ馬から簡単にめうる
。
（発明の効果）
以上の説明から明らかなように、本発明によればライダ
ーの装置関数の変化、ならびに装置関数を簡単にめうる
と同時に、実測された大気汚染層などの被測定対象まで
の距離を、別途測定することなくライダーそのものを利
用して、簡単にめつるすぐれた利点が得られるもので、
ライダーによる大気汚染層などの測定精度の向上、測定
の容易化などに大きな寄与をなすものである。
ーの装置関数の変化、ならびに装置関数を簡単にめうる
と同時に、実測された大気汚染層などの被測定対象まで
の距離を、別途測定することなくライダーそのものを利
用して、簡単にめつるすぐれた利点が得られるもので、
ライダーによる大気汚染層などの測定精度の向上、測定
の容易化などに大きな寄与をなすものである。
牙１図は従来装置の説明図−牙２図は表示例図、矛５図
は本発明の一実施装置例図、牙４図はその表示例図、矛
５図は本発明の他の実施装置側図、矛６図は表示例図で
ある。 （す・・・レーザー発振器、 （２）・・ベラ−１（６
）・・・窓、（４）・・・被測定対象、 （５）・・・
集光レンズ、 （６）・・・光検出器、 （７）・・・
光ファイバ、 （８）（９１・・・キャップ、（１ｏ）
（ｉｉ）・・・ケース、 （１２）（１３）・・・拡散
板、（１４）・・・ピンホール板、（？５）・・ハーフ
ミラ−１（１６）・・・光減衰器。 特許出願人 財団法人 電力中央研究所外１名 代理人弁理士犬塚 学 外１名 ユ 会Ｊｅ妙かΔ７） ← 飯姶ｅ壁Ｓ（〉← ４２ｅヤ伊３？）
は本発明の一実施装置例図、牙４図はその表示例図、矛
５図は本発明の他の実施装置側図、矛６図は表示例図で
ある。 （す・・・レーザー発振器、 （２）・・ベラ−１（６
）・・・窓、（４）・・・被測定対象、 （５）・・・
集光レンズ、 （６）・・・光検出器、 （７）・・・
光ファイバ、 （８）（９１・・・キャップ、（１ｏ）
（ｉｉ）・・・ケース、 （１２）（１３）・・・拡散
板、（１４）・・・ピンホール板、（？５）・・ハーフ
ミラ−１（１６）・・・光減衰器。 特許出願人 財団法人 電力中央研究所外１名 代理人弁理士犬塚 学 外１名 ユ 会Ｊｅ妙かΔ７） ← 飯姶ｅ壁Ｓ（〉← ４２ｅヤ伊３？）
Claims (1)
- （１） レーザー光を光ファイバを通して直接受光系に
入射させると共に、上記光ファイバの長さを選定して、
レーザー光の発射より一定時間遅延した
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59095680A JPS60239651A (ja) | 1984-05-15 | 1984-05-15 | ライダの装置関数などの測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59095680A JPS60239651A (ja) | 1984-05-15 | 1984-05-15 | ライダの装置関数などの測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60239651A true JPS60239651A (ja) | 1985-11-28 |
Family
ID=14144213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59095680A Pending JPS60239651A (ja) | 1984-05-15 | 1984-05-15 | ライダの装置関数などの測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60239651A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010093881A (ko) * | 2000-04-01 | 2001-10-31 | 박원규 | 레이저 레이더를 이용한 분진농도 에러 보정방법 |
| JP2014001946A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Seiko Epson Corp | 濃度測定装置及び濃度測定装置の制御方法 |
-
1984
- 1984-05-15 JP JP59095680A patent/JPS60239651A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010093881A (ko) * | 2000-04-01 | 2001-10-31 | 박원규 | 레이저 레이더를 이용한 분진농도 에러 보정방법 |
| JP2014001946A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Seiko Epson Corp | 濃度測定装置及び濃度測定装置の制御方法 |
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