SU1163157A1 - Устройство дл измерени прозрачности атмосферы - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОЗРАЧНОСТИ АТМОСФЕРЫ, содержащее последовательно установленные объектив , расположенные в его фокальной плоскости две полевые диафрагмы дл  фотометрировани  объекта и фона соответственно , модул тор, фотоприемник с усилителем, соединенный с логическим вычислительным устройством, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, оно снабжено расположенной в фокальной плоскости объектива дополнительной полевой диафрагмой дл  фотометрировани  второго фотометрически подобного объекта, коммутатором, установленньи за ос(новными .и дополнительной диафрагмами дл  фотометрировани  объектов перед модул тором, формирователем импульсов управлени , синхронньн интегратором и счетчиком-дешифратором, при этом формирователь импульсов управлени  синхронизирован с модул тором, а его выход соединен с входами син (О хронного интегратора и счетчика-дешифратора , синхронный интегратор включен между фотоприемникрм с усилителем и логическим вычислительным устройством, а выходы счетчика-дешифратора соединены с входами коммутатора , синхронного интегратора и логического вычислительного устройства. Од со ел

Description

11 Изобретение относитс  к оптическим средствам измерени , предназначено дл  определени  прозрачности атмосферы в полевых услови х и может использоватьс  дл  определени  контраста между удаленными объектам и фоном. Известно устройство дл  определе ни  прозрачности атмосферы путем фо томет.рировани  контраста удаленного черного тела на фоне дымки у горизо та, которое состоит из фотометрируе мого черного тела, фотоприемного бл ка, содержащего объектив, фотоприем ник и плоскопараллельную пластину дл  отклонени  оптической оси фотоприемного блока при поочередном наведении на черное тело и фон pj. Данное устройство имеет существенные погрешности, св занные с вли  нием паразитной составл ющей освещенности чувствительной площадки фо топриемника в результате рассе ни  постороннего света в оптической сис теме устройства. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  уст ройство дл  измерени  прозрачности атмосферы, содержащее последователь но установленные объектив, расположенные в его фокальной плоскости дв полевые диафрагмы дл  фотометрирова ни  объекта и фона соответственно, модул тор, фотоприемник с усилителе св занный с логическим вычислительным устройством р. Яркостньй контракт между объекто и фоном вычисл етс  по формуле V К --- , где &В - разность  ркостей объекта и фона В. - больша   ркость. Прозрачность атмосферы определ етс  по формуле . Ко где 1C о - истинное (не искаженное) значение контраста между объектом и фоном. Данное устройство не обеспечивает достаточной точности определени  контраста, следовательно, и прозрач ности атмосферы, так как в нем не устран етс  вли ние на результат измерени  погрешности, св занной с 72 наличием паразитной  ркости 6 В , обусловленной рассе нием постороннего света на оптических детал х и элементах конструкции, котора  при измерении разности  ркостей фона и объекта (Вф-В) исключаетс , но про вл ет себ  при измерении каждой из этих  ркостей, т.е. входит в знаменатель приведенной выше формулы, котора  принимает вид в,+бв Цель изобретени  - повьш1ение точности определени  прозрачности атмосферы . Дл -достижени  указанной цели устройство, содержащее последовательно установленные объектив, расположенные в его фокальной плоскости две полевые диафрагмы дл  фотометрировани  объекта и фона соответственно , модул тор, фотоприемник с усилителем , св занный с логическим вычислительным устройством, снабжено расположенной в фокальной плоскости объектива дополнительной полевой диафрагмой дл  фотометрировани  второго фотометрически подобного объекта, коммутатором, установленным за основными и дополнительной диафрагмами дл  фотометрировани  объектов перед модул тором, формирователем импульсов управлени  , синхронным интегратором и счетчиком-дешифратором, при этом формирователь импульсов управлени  синхронизирован с модул тором, а его выход соединен с входами синхронного интегратора и счетчика-дещнфратора , синхронный интегратор включен между фотоприемником с усилителем и логическим вычислительным устройством, а выходы счетчика-дешифратора соединены с входами коммутатора , синхронного интегратора и логического вычислительного устройства. На фиг.1 представлена принципиальна  схема устройства дл  определени  прозрачности атмосферы, на фиг.2разрез А-А на фиг.1. Устройство содержит объектив 1, три полевые диафрагмы 2-4, расположенные в фокальной плоскости объектива , на которых формируетс  изображение соответственно фотометрически подобных объектов и фона, коммутатор 5, установленньй за диафрагмами и перекрывающий диафрагму 2 или 3, мо311631

дул тор 6, перекрывающий диафрагму

4или диафрагмы 2 и 3, формирователь 7 импульсов управлени  (ФИУ), синхронизированный с модул тором 6 и вырабатьшающим сигнал управлени  - услов- 5 ной О при открытой диафрагме 4 или условную 1 при открытых диафрагмах

2или 3, фотоприемник с усилителем 8,воспринимающий световой поток от фона  ркостью В через диафрагму 4 10 или от объектов  ркостью В ц, или В соответственно через диафрагмы 2 или

3и преобразующий его в электрический сигнал, усиливаемый усилителем, служащий дл  оптимизации отношени  15 сигнал/шум синхронньй интегратор 9, управл емый импульсами с ФИУ 7 и со счетчика-дешифратора 10, который в свою очередь управл етс  импульсами

с ФИУ 7 (счетчик-дешифратор 10 управ- 20 л ет такжепереключением коммутатора

5каналов), логическое вычислительное устройство 11 с двум  аналоговыми ключами на входе, подключающими к вькоду синхронного интегратора 25 9 аналоговые запоминающие устройства , вход щие в состав устройства

11, соответствующие тому каналу, где содержитс  информаци  о разности (, ) или () Выходы анало- зо говых запоминающих устройств .соединены с входом решающего устройства.

Наличие в логическом вычислительном устройстве двух аналоговых ключей,

управл емых с того же счетчика-дешифратора , что и синхронньй интегратор и коммутатор каналов позвол ет с помощью одного интегратора записывать информацию о разности  ркостей (В«-Вд, ) и (Вф-Bgj) в двух запоминаю .пдах устройствах.

Устройство работает следующим образом .

При определении прозрачности атмосферы осуществл етс  фотометрирова- 5 ние двух столбов атмосферы: длиной L - между объективом и объектом и длиной L - между .объективом и вторым объектом. Объектив 1 формирует изображение объектов и фона в своей фо- 50 кальной плоскости, в которой наход тс  три полевые диафрагмы 2-4. Изображенре первого объекта формируетс  на диафрагме 2, изображение второго объекта - на диафрагме 3, а изрбра- 55 женив фона (дымки у горизонта) на диафрагме 4. При этом коммутатор 5 каналов находитс  в одном из положе74

НИИ, когда остаютс  открытыми две диаграммы: диаграмма 4, пропускающа  излучение с  ркостью Вф от фона и, например, диафрагма 2, пропускающа  излучение от столба атмосферы, наход щегос  между объективом и первым объектом, имеющего  ркость-В, . При этом потоки  ркостью Еср и BO модулируютс  модул тором 6 в противофазе и поступают на фотоприемник с усилителем 8. На выходе усилител  формируетс  сигнал, пропорциональный разности (Bjp-Boj). Модул тор 6 приводит в действие ФИУ 7, который вырабатывает сигнал управлени  - условный О при открытой диафрагме 4 или условную 1 при открытой диафрагме 2. В этом случае импульсы управлени  совпадают по фазе с сигналом от первого объекта . Импульсы управлени  с ФИУ 7 поступают на счетчик счетчика-дешифратора 10 и одновременно управл ют работой синхронного интегратора 9. В синхронном интеграторе 9 осуществл етс  накопление разностного сигнала, пропорционального (Вф-Вд,). Синхронньй интегратор служит дл  оптимизации отношени  сигнал/шум и позвол ет выделить минимальньй разностньй сигнал. При поступлении в счетчикдешифратор 10 определенного числа импульсов последний вьфабатывает команду на запись разностного сигнала, пропорционального (В„,-Вр, ), в логическое вычислительное устройство 11 (из интегратора через аналоговьй ключ в аналоговое запоминающее устройство , соответствующее каналу фотометрировани  первого объекта). По оконч-ании записи сигнала счетчикдешифратор 10 вырабатьшает команду на переключение пол  зрени , поступающую на коммутатор 5 каналов. Одновременно счетчик-дешифратор 10

также подает команду на сброс синхронного интегратора 9. После окончани  действи  команды сброса интегратора и после переключени  коммутатора каналов (открываетс  диафрагма 3) происходит измерение сигнала , пропорционального разности ( BOJ). Процесс измерени  полностью аналогичен. При этом сигнал, пропор- циональньй (), записываетс  в логическое вычислительное устройство 11 .(через аналоговый ключ в аналоговое запоминающее устройство, соответствующее каналу фотометрировани 

511

второго объекта), в процессе измерени  накопление сигнала в синхронном интеграторе происходит строго нормированно при измерении  ркостей (Bm-B, ) и (Вф-Вд), что обеспечиваетс  управлением синхронным интегратором от счетчика-дешифратора. Счетчик-дешифратор , считающий импульсы с формировател  импульсов управлени  и дающий команды на коммутатор каналов, а также формирующий команду сброса синхронного интегратора, предназначен также дл  формировани  команды записи накопленного сигнала из синхронного интегратора в логическое вычислительное устройство, В логическом вычислительном устройстве производитс  вычисление показател  ослаблени  атмосферы по формуле

1 t Baj-BOI Сб, , . --г- In .

Ьг-ь, bjj-L , «Р

Вт-Во

Предложенное устройство позвол ет повысить точность определени  показа576

тел  ослаблени  атмосферы as за счет исключени  погрешности, обусловленной вли нием паразитной  ркостиff В, и равной

р- ВОБ

Вф-Воб

8в

вор + 8 в &а 06

ср

Крометого, устройство позвол ет в процессе измерени  определ ть разность  ркостей (ВФ-BQ,) и ((,2) и при вычислении и по формуле полностью исключить паразитную  ркость S В. При зтом полностью автоматизируетс  процесс измерени  прозрачности атмосферы и точность измерени  повышаетс  за счет исключени  паразитной составл ющей  ркости и оптимизации обработки сигналов.

л-л

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОЗРАЧНОСТИ АТМОСФЕРЫ, содержащее последовательно установленные объектив, расположенные в его фокальной плоскости Две полевые диафрагмы для фотометрирования объекта и фона соответственно, модулятор, фотоприемник с усилителем, соединенный с логическим вычислительным устройством, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено расположенной в фокальной плоскости объектива дополнительной полевой диафрагмой для фотометрирования второго фотометрически подобного объекта, коммутатором, установленные за основными и дополнительной диафрагмами для фотометрирования объектов перед модулятором, формирователем импульсов управления, синхронным интегратором и счетчиком-дешифратором, при этом формирователь импульсов управления синхронизирован с модулятором, 5 а его выход соединен с входами синхронного интегратора и счетчика-дешифратора, синхронный интегратор включен между фотоприемником с усилителем и логическим вычислительным устройством, а выходы счетчика-дешифратора соединены с входами коммутатора, синхронного интегратора и логического вычислительного устройства.