[go: up one dir, main page]

SU1130779A1 - Atmosphere optical probing device - Google Patents

Atmosphere optical probing device Download PDF

Info

Publication number
SU1130779A1
SU1130779A1 SU823528864A SU3528864A SU1130779A1 SU 1130779 A1 SU1130779 A1 SU 1130779A1 SU 823528864 A SU823528864 A SU 823528864A SU 3528864 A SU3528864 A SU 3528864A SU 1130779 A1 SU1130779 A1 SU 1130779A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
polarization
plane
photodetectors
source
radiation
Prior art date
Application number
SU823528864A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Степанович Балин
Геннадий Николаевич Балденков
Валентин Иванович Козинцев
Original Assignee
Институт Оптики Атмосферы Со Ан Ссср
Предприятие П/Я А-3695
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Оптики Атмосферы Со Ан Ссср, Предприятие П/Я А-3695 filed Critical Институт Оптики Атмосферы Со Ан Ссср
Priority to SU823528864A priority Critical patent/SU1130779A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1130779A1 publication Critical patent/SU1130779A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ АТМОСФЕРЫ, содержащее блок управлени , соединенный с импульсным источником излучени    ; двум  фотоприемниками, один из которых с углом пол  зрени , охватьюающим .зондирующий пучок излучени , св зан: с блоком разности непосредственно, а другой с углом пол  зрени  вне зоны действи  зондирующего пучка - череЗ: усилитель, а также регистрирукшрЛ блок, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности измерений , оно снабжено двум  пол ризационными линейными анализаторами, согласованными в одной плоскости пол ризации и установленными перед фотоприемниками с возможностью одновременного поворота относительно оптической оси источника излучени  и фиксации плоскостей пол ризации параллельно или перпендикул рно плос (Л кости пол ризации этого источника. W 00 о 1 соA DEVICE FOR OPTICAL SENSING OF THE ATMOSPHERE, containing a control unit connected to a pulsed radiation source; two photodetectors, one of which with a viewing field angle covering the probing radiation beam, is connected: directly to the difference unit, and the other with the viewing field angle outside the zone of action of the probe beam, through an amplifier, as well as a registered unit, characterized in that , in order to improve measurement accuracy, it is equipped with two polarization linear analyzers matched in one polarization plane and installed in front of the photodetectors with the possibility of simultaneous rotation relative to the optical axis and the source of radiation and fixation of the planes of polarization parallel or perpendicular to the plane (L of the polarization of this source. W 00 o 1 with

Description

Изобретение относитс  к техн11ческой физике, а именно фотометрии атмосферы , и может примен тьс  дл  определени  оптических параметров атмосферы, а также дл  контрол  уровн  аэрозольных загр знений, рас познавани  кристаллических и жидкоканальных облаков. Известны оптические пол ризационные устройства, содержащие источник линейного пол ризованного излучени , дйа фотоприемника с пол ризационными анализаторами, из которых плоскость пол ризации одного совпадает с плоскостью пол ризации источника излучени , а другого ей ортогональна , ftpH этом фотоприемники имеют углы пол  зрени  целиком охватьтающие ЗОНДИРУ1ОДИЙ пучок и через усилители подключены к блоку делени , сое дин ющему с блоком регистрации pj Недостатком зтих устройств  вл етс  то, что они позвол ют выделить только границы области многократного рассе ни  в. оптических средах, не определ   количественных характеристик помехи многократного рассе ни  в эхо-сигнале. Это св зано с тем что многократно рассе нное излучение сохран ет частично пол ризацию посы лаемого излучени . При этом в каждом конкретном случае зондировани  степень депол ризации многократного.рас се ни  заранее неизвестна. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  уст ройство дл  опти теского зондировани  атмосферы, содержащее блок управлени , соединенный с импульсным источником излучени  и двум  фотоприемниками , один из которых с углом пол  зрени ,охватывающим зондирующий пучо излучени , св зан с блоком разности чепосредственно, а другой - с углом тол  зрени  вне пол  действи  зондирующего пучка - через усилитель, а также регистрирующий блок, В известном устройстве источник излучени  посылает импульс излучени  в атмосферу, а обратно рассе нный сигнал поступает на первый фотоприем ник с углом пол  зрени  целиком охватывающим зондирующий пучок. На второй фотоприемник поступает фоновый сигнал, включакнций сигнал, обусловленный многократным рассе нием вн границ зондирующего пучка. Далее сиг нал поступает на усилитель и в блок разности, на другой вход которого подаетс , сигнал из рабочего канала первого фотоприемника. Разностный сигнал затем поступает на дальнейшие блоки устройства, где обрабатываетс  и в регистрирующем блоке записьшаетс  информаци  об оптических параметрах атмосферы 2J, Недостатком известного устройства  вл етс  то, что оно не позвол ет :отселектировать полезный сигнал от помехи многократного рассе ни , что в свою очередь приводит к дополни:1гельнЫм неконтролируемым ошибкам измерений. Это обусловлено тем, что в поперечном сечении пучка величина сигнала многократного рассе ни  не распределена равномерно, а убывает примерно по экспоненциальному закону , Целью изобретени   вл етс  повьппениб точности измерений путем уменьшени  вли ни  вклада многократного рассе ни  в суммарный сигнал. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  оптического зондировани  атмосферы, содержащее блок управлени , соединвннь1Й с импyльcны ; источником излучени  и двум  фотоприемниками ,один из которых с углом пол  зрени , охватьшающим зондирующий пучок излучени , св зан с блоком разности непосредственно, а другой с углом пол  зрени  вне зоны действи  зондирующего пучка - через усилитель, а также регистрирующий блок,, снабжено двум  пол ризационными линейными анализаторами, согласованньми в одной плоскости пол - , ризации и установленными перед фотоприемниками с возможностью одновременного /поворота относительно оп тической оси источника излучени  и фиксации плоскостей пол ризации параллельно или перпендикул рно плоскости пол ризации этого источп« а, На чертеже показана блок-схема редлагаемого устройства. Устройство содержит блок 1 управлеи , импульсный источник 2 излучеи , фотоприемники 3 и 4, пол риационные линейные анализаторы 5 6 призмы Глана, усилитель 7, лок 8 разности и регистрирующий лок 9, Блок 1 управлени  подклюен к источнику 2 излучени  и фоториемникам 3 и 4, Фотоприемники 3 и 4 установлены таким образом, что угол пол  зрени  фотоприемника 4 целиком охватывает зондирующий световой пучок, а в угол пбл  зрени  фотоприемника 3 /этот пучок не попадает. Перед фотоприемниками 3 и 4 установлены пол ризационные линейные анализаторы 5 и 6, согласованные в одной плоскости пол ризации, котора или совпадает с плоскостью пол ризации источника излучени  или ей ортогональиа. Фотоприемник 3 через усилитель 7 соединен с блоком 8 разности, другой вход которого подключен к фотоприемнику 4, Выход блока разности подключен непосредственно крегистрирующему блоку 9, Устройство работает следующим образом., В первоначальный момент времени пол ризащюнные линейные анализаторы 5 и 6 устанавливают таким образом , что их плоскости пол ризации ортогональиы плоскости пол ризации источника 2 излучени , Блок 1управлени  одновременно запускает источник 2 излучени , -который направл ет импульс излучеНИЛ в атмосферу, и фотоприемники3 |и 4, . На фотоприемник. 4 поступает депо л ризованный компонент многократно рассе нного сигнала в зоне действи  зондирующего пучка, который после. преобразовани  в фотоприемнике в виде электрического сигнала направл етс  в блок 8 разности. На фотоприемник 3 поступает депол ризованный компонент многократного рассе н ного сигнала вне пол  действи  зондирующего пучка, который после прохождени  усилител  7 компенсирует в блоке 8 разности аналогичнзпо сое тавл ющую в рабочем канале-фотоприе ника 4, Во второй момент времени пол ризационные линейные анализаторы 5 и 6 устанавливают таким образом, чт их плоскости пол ризации параллельны плоскости пол ризации источника 2 излучени . Блок 1управлени  вновь одновременно запускает источник 2 излучени  и фотоприемники 3 и 4, На фотоприемник 4 поступает одно- кратно рассе нный сигнал и та часть многократно рассе нного, котора  сохран ет пол ризацию источника излуче ни . После преобразовани  в приемнике 4, электрический сигнал направл етс  в блок 8 разности. На фотоприемник 3 попадает только многократно рассе нное излучение, которое сохран ет пол ризацию зондирующего пучка. После прохождени  усилител  7, коэффициент усилени  которого подобран в предьщущем акте зондировани , сигнал с фотоприемни- ка 3 компенсирует в блоке 8 разности вклад многократного рассе ни  в рабочем канале-фотоприемнике,4, Таким образом, на выходе блока 8 разности формируетс  полезный сигнал, который направл етс  в дальнейшем в регистрирующий блок 9, где может осуществл тьс  его дальнейша  обработка с целью определени  оптических параметров исследуемой среды. Наличие в предлагаемом устройстве согласованных в одной плоскости пол ризации поворотных пол ризацион-: рых анализаторов позвол ет отселекти|- ровать от помехи многократного рассе ни  полезный сигнал однократного рассе ни , что повышает в дальнейшем точность обработки данных зондироваг ни  с целью получени  информации об оптических параметрах среды, в част- ности коэффициента рассе ни . При зондировании оптически плотных сред,эта информаци  необходима при измерении дальности в аэропортах. Так как коэффициент рассе ни  пропорционален величине массовой концентрации, то таким образом можно оперативно контролировать степень загр зненности окружающей среды, вызванную за счет азрозольных частиц.The invention relates to technical physics, namely, photometry of the atmosphere, and can be used to determine the optical parameters of the atmosphere, as well as to control the level of aerosol pollution, to discern crystalline and liquid channel clouds. Optical polarization devices are known that contain a source of linear polarized radiation, a photodetector with polarization analyzers, of which the polarization plane of one coincides with the polarization plane of the radiation source, and the other is orthogonal to it. and through the amplifiers are connected to the division unit connected to the recording unit pj. The disadvantage of these devices is that they only allow to distinguish about asti multiple scattering in. optical media, the quantitative characteristics of multiple scattered interference in an echo signal are not defined. This is due to the fact that the multiply scattered radiation retains partially the polarization of the transmitted radiation. At the same time, in each specific case of probing, the degree of depolarization of a multiple growth is not known in advance. The closest to the invention in its technical essence is a device for optically sensing the atmosphere, comprising a control unit connected to a pulsed radiation source and two photoreceivers, one of which with a field angle covering the probe beam, is directly connected to the difference unit and the other with the angle of view outside the field of action of the probe beam — through an amplifier, as well as a recording unit. In the known device, the radiation source sends a pulse of radiation to the atmosphere, and but scattered signal is supplied to the first photoreceiver nick angle field of view covering the whole probe beam. The second photodetector receives a background signal, including the signal, caused by multiple scattering inside the probe beam. Then, the signal goes to the amplifier and to the difference unit, to another input of which is fed, a signal from the working channel of the first photodetector. The difference signal is then fed to further units of the device, where information about the optical parameters of the atmosphere 2J is processed and recorded in the recording unit. The disadvantage of the known device is that it does not allow: to select the useful signal from the multiple scattering interference, which in turn results To add: 1 unguided uncontrolled measurement errors. This is due to the fact that in the beam cross section the magnitude of the multiple scattered signal is not evenly distributed, but decreases approximately exponentially, the purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by reducing the influence of the multiple scatter contribution to the total signal. The goal is achieved by the fact that a device for optical sounding of the atmosphere, containing a control unit, connected to an impulse; a radiation source and two photodetectors, one of which with the field of view angle, which surrounds the probe radiation beam, is connected to the difference unit directly, and the other with the field angle of view outside the zone of action of the probe beam - through the amplifier, as well as the recording unit, is equipped with two fields linearization analyzers coordinated in one plane of polarization, polarization and installed in front of the photodetectors with the possibility of simultaneous / rotation relative to the optical axis of the radiation source and fixing the plane polarization parallel or perpendicular to the plane of polarization of istochp "a, The drawing shows a block diagram redlagaemogo device. The device contains a control unit 1, a pulsed source 2, radiation, photodetectors 3 and 4, polar linear analyzers 5 6 Glan prisms, an amplifier 7, difference loader 8, and a registering lo 9, control unit 1 is connected to the radiation source 2 and photo detectors 3 and 4, The photodetectors 3 and 4 are installed in such a way that the field of view of the photoreceiver 4 completely covers the probing light beam, and this beam does not fall into the angle of the photobial of the photoreceiver 3 /. Before the photodetectors 3 and 4, polarization linear analyzers 5 and 6 are installed, matched in one polarization plane, which either coincides with the polarization plane of the radiation source or is orthogonal to it. The photodetector 3 through the amplifier 7 is connected to the difference unit 8, another input of which is connected to the photodetector 4, the output of the difference unit is connected directly to the registering unit 9, the device works as follows. At the initial moment of time, the polarized linear analyzers 5 and 6 are set in such a way that their plane of polarization is orthogonal to the plane of polarization of the radiation source 2, the Control Unit 1 simultaneously starts the radiation source 2, which directs the radiation pulse to the atmosphere, and the photodetector niki3 | and 4,. On the photodetector. 4, the deposited component of the multiply scattered signal arrives in the zone of action of the probe beam, which is after. conversion in the photodetector in the form of an electrical signal is sent to the block 8 of the difference. Photodetector 3 receives a depolarized component of a multiple scattered signal outside the field of the probe beam, which, after the amplifier 7 passes, compensates for the difference in unit 8, the analogue transmitter in the working channel 4, At the second time point, the polarization analyzers 5 and 6 is set in such a manner that their polarization planes are parallel to the polarization plane of the radiation source 2. The control unit 1 again starts the radiation source 2 and the photodetectors 3 and 4 simultaneously. The photodetector 4 receives a once-scattered signal and that part of the multiple-scattered signal, which retains the polarization of the radiation source. After conversion at receiver 4, the electrical signal is sent to difference unit 8. The photoreceiver 3 hits only multiply scattered radiation, which retains the polarization of the probe beam. After passing the amplifier 7, the gain of which is selected in the previous act of probing, the signal from the photodetector 3 compensates for the difference in block 8 the contribution of multiple scattering in the working channel of the photodetector, 4. Thus, the output signal of the block 8 of the difference forms a useful signal that further sent to the recording unit 9, where it can be further processed to determine the optical parameters of the medium under investigation. The presence in the proposed device of polarized-polarization-aligned analyzers in one plane allows one to select from the interference of multiple scattering the useful signal of single scattering, which further improves the accuracy of processing the probe data in order to obtain information about the optical parameters media, in particular, the scattering coefficient. When probing optically dense media, this information is necessary when measuring distances at airports. Since the scattering coefficient is proportional to the mass concentration, it is thus possible to promptly control the degree of environmental pollution caused by azrozole particles.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ АТМОСФЕРЫ, содержащее блок управления, соединенный с импульсным источником излучения и двумя фотоприемниками, один из кото;- рых с углом поля зрения, охватывающим зондирующий пучок излучения, связан; с блоком разности непосредственно, а другой с углом поля зрения вне зоны действия зондирующего пучка — через, усилитель, а также регистрирующий блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено двумя поляризационными линейными анализаторами, согласованными в одной плоскости поляризации и установленными перед фотоприемниками с возможностью одновременного поворота относительно оптической оси источника излучения и фиксации плоскостей поляризации параллельно или перпендикулярно плоскости поляризации этого источника.DEVICE FOR OPTICAL SOUNDING OF THE ATMOSPHERE, containing a control unit connected to a pulsed radiation source and two photodetectors, one of which: - with a field of view angle covering the probing radiation beam, is connected; with a difference unit directly, and another with a field of view angle outside the range of the probe beam through, an amplifier, as well as a recording unit, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, it is equipped with two polarization linear analyzers, matched in one plane of polarization and mounted in front of the photodetectors with the possibility of simultaneous rotation about the optical axis of the radiation source and fixation of the polarization planes parallel or perpendicular to the plane of polarization about the source. ,SUm> 1130779, SU m > 1130779 1 1130779 21 1130779 2
SU823528864A 1982-10-25 1982-10-25 Atmosphere optical probing device SU1130779A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823528864A SU1130779A1 (en) 1982-10-25 1982-10-25 Atmosphere optical probing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823528864A SU1130779A1 (en) 1982-10-25 1982-10-25 Atmosphere optical probing device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1130779A1 true SU1130779A1 (en) 1984-12-23

Family

ID=21041536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823528864A SU1130779A1 (en) 1982-10-25 1982-10-25 Atmosphere optical probing device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1130779A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011002272A1 (en) * 2009-07-01 2011-01-06 Universiti Sains Malaysia Air pollution measuring and warning system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1.Авторское свидетельство СССР; № 373602, к .С 01 W 1/00,1971. 2, Авторское свидетельство СССР № 918822, кл, G 01 N 21/0.1,1980 (прототип). *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011002272A1 (en) * 2009-07-01 2011-01-06 Universiti Sains Malaysia Air pollution measuring and warning system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3782824A (en) Apparatus and method for measuring extinction coefficient of an atmospheric scattering medium
CA2219010C (en) Method for an automated visual range measurement by means of a lidar system
FI98766B (en) Device and method for measuring visibility and prevailing weather conditions
US4637719A (en) Optical measurement of marine conditions
JPH0274890A (en) Coupling type scintillator
SE9000103L (en) PROCEDURE AND DEVICE OF OPTICAL DISTANCE METERS
SU1130779A1 (en) Atmosphere optical probing device
US6141097A (en) Optical measurement of marine conditions
US4737652A (en) Method for the periodic determination of a quantity to be measured, using a reference signal
US3854045A (en) Measuring the dust concentration in air
US4004212A (en) Mine detector system
EP0221127A1 (en) Optical diffraction velocimeter
US4464568A (en) Apparatus for detection and analysis of uranium ores
US4074135A (en) Gamma camera in which only the three largest signals are used for position determination
JPS59218936A (en) Remote spectrum analyzer
SU1485069A1 (en) Photoelectric method for determining dimensions and concentration of suspended particles
SU922596A1 (en) Device for measuring dimensions of moving suspended particles
SU1035476A1 (en) Aerosol protoelectric spectrometer calibration method
SU916976A1 (en) Device for measuring object angular position
RU1800427C (en) Method for atmosphere inverse scattering index determining
SU918822A1 (en) Device for determination atmosphere optical characteristics
SU890084A1 (en) Nuclear absorption spectrophotometer measuring device
RU2059248C1 (en) Device for measuring mobility of suspension of spermatosoids
SU1038839A1 (en) Atmosphere optical characteristic determination device
SU731409A1 (en) Optical device for sounding atmosphere