Лекция 18 регистратор дальности видимости рдв-3 icon

Лекция 18 регистратор дальности видимости рдв-3

Реклама:



Скачать 96.25 Kb.
НазваниеЛекция 18 регистратор дальности видимости рдв-3
Дата конвертации07.04.2013
Размер96.25 Kb.
ТипЛекция
источник
1. /lerpac1/LER02.DOC
2. /lerpac1/LER03.DOC
3. /lerpac1/LER04.DOC
4. /lerpac1/LER05.DOC
5. /lerpac1/LER06.DOC
6. /lerpac1/LER07.DOC
7. /lerpac1/Ler01.doc
8. /lerpac2/LER06.DOC
9. /lerpac2/LER07.DOC
10. /lerpac2/LER08.DOC
11. /lerpac2/LER09.DOC
12. /lerpac2/LER10.DOC
13. /lerpac2/LER16.DOC
14. /lerpac2/LER18.DOC
15. /lerpac2/Ler11.doc
16. /lerpac2/Ler17.doc
17. /lerpac3/LER19.DOC
18. /lerpac3/LER30.doc
19. /lerpac3/Ler20.doc
20. /lerpac3/Ler24.doc
21. /lerpac3/Ler25.doc
22. /lerpac3/Ler26.doc
23. /lerpac3/Ler27.doc
24. /lerpac3/Ler28.doc
25. /lerpac3/Ler29.doc
Лекция резисторы и термисторы. Зависимость сопротивления от температуры
1 Следящие системы с отрицательной обратной связью. Автоматически уравновешивающийся термометр сопротивления
Лекция 4 Термоэлектрические явления. Термопара и термобатарея
Лекция 5 Радиационные термометры
Измерение влажности воздуха
2 Деформационные гигрометры
Дистанционными
Измерение влажности воздуха
2 Деформационные гигрометры
Лекция 8 Электролитические гигрометры
Лекция 9 Сорбционные гигрометры
Лекция 10 Глава Измерение параметров ветра
Лекция 16. Измерение высоты нижней границы облачности. Для измерения высоты нижней границы облаков (нго) используются следующие способы. Визуальный способ
Лекция 18 регистратор дальности видимости рдв-3
Лекция 10 Индукционные анемометры
Лекция 17 измерение метеорологической дальности видимости
Лекция 19 анеморумбометр м-63м анеморумбометр м-63 является дистанционным прибором для измерения параметров ветра. С его помощью можно измерять следующие величины
Лекция 30 перспективы развития метеорологической измерительной техники в настоящее время развитие метеорологической измерительной техники идет по трем основным направлениям
Лекция 20 канал измерения мгновенной и максимальной скорости
Лекция 24. Измерение радиоактивного фона и радиоактивного загрязнениия местности перед тем как обсуждать измерение радиоактивного фона, скажем о единицах измерения радиоактивности
Лекция 25 комплексная радиотехническая аэродромная метеорологическая станция крамс-2
Лекция 26 датчик температуры и влажности крамс-2
Лекция 27 принцип действия факсимильных аппаратов
Лекция 28 метеорологические измерения с использованием искусственных спутников земли устройство метеорологических спутников. Системы ориентации
Лекция 29 телевизионное зондирование земли из космоса

Лекция 18

РЕГИСТРАТОР ДАЛЬНОСТИ ВИДИМОСТИ РДВ-3


Регистратор дальности видимости РДВ-3 предназначен для измерения МДВ в любое время суток в пределах от 200 до 6000 м. Он состоит из двух блоков фотометрический блок и отражатель, который устанавливается в 100 метрах от фотометрического блока. Фотометрический блок включает в себя источник света (обычная лампа накаливания), свет от которой направляется к отражателю. Отраженный пучок света несет информацию об МДВ. В литературе такие приборы получили название трансмиссометров.

Принцип действия трансмиссометра РДВ-3 следующий. В фотометрическом блоке формируются два пучка света от одного источника. Один из них, который проходит стометровое расстояние до отражателя и обратно, назовем зондирующим пучком. Другой пучок проходит только через оптические элементы внутри прибора и регулируется измерительной диафрагмой. Он называется опорным пучком. Опорный пучок автоматически регулируется диафрагмой так, чтобы его яркость была бы равна яркости зондирующего пучка. Следовательно, если диафрагма мала, то яркость опорного пучка также мала, а поскольку она всегда равна яркости зондирующего пучка, то зондирующий пучок также мал. Следовательно, метеорологическая дальность видимости также мала. Рассуждая так, мы видим, что величина диафрагмы определяется дальностью видимости. Диафрагма соединена со шкалой, которая показывает значение МДВ.

Рассмотрим, как работает эта автоматическая система. Для этого прежде всего рассмотрим оптическую схему прибора, изображенную на рис. 18.1. Пучок света от лампы Л преобразуется объективом О1 в параллельный. Полупрозрачная пластина ПЛ делит пучок на два - зондирующий и опорный. Зондирующий пучок проходит через объектив О2, который фокусирует его в нижней части диска-модулятора ДМ, показанного на рисунке в профиль. Диск-модулятор имеет форму, показанную на рис. 18.2. Он вращается мотором М. Зондирующий пучок проходит через нижнюю часть диска-модулятора, опорный пучок через верхнюю часть.




Устройство диска-модулятора таково (рис.18.2), что когда зондирующий пучок прерывается мелкими зубцами диска, опорный пучок вообще не проходит, так как его не пропускает большой зубец. И наоборот, когда опорный пучок прерывается, зондирующий не проходит. Таким образом, зондирующий и опорный пучки проходят по очереди.

После прохождения диска-модулятора зондирующий пучок проходит через объектив О3 и превращается в слаборасходящийся. Через защитное стекло ЗС он выходит в атмосферу и отражается от отражателя ОТР. Возвращаясь в фотометрический блок, зондирующий пучок фокусируется вогнутым зеркалом З на катод фотоумножителя ФЭУ.




Рис.18.2. Диск-модулятор.

Опорный пучок проходит через установочные оптические клинья УК. Яркость опорного пучка может изменяться с помощью этих клиньев, что необходимо для регулировки прибора. Затем призма П поворачивает опорный пучок под углом 900 , после чего он проходит через измерительную диафрагму Д. Диафрагма управляется реверсивным двигателем через редуктор. Затем опорный пучок проходит через верхнюю часть диска-модулятора и направляется на ФЭУ.

Как опорный, так и зондирующий пучки проходят через корректирующий фильтр КФ и молочное стекло МС. Корректирующий фильтр пропускает только видимые лучи, выравнивая спектральный состав света со спектральной чувствительностью глаза. Молочное стекло рассеивает свет по всей поверхности фотокатода.


Фотоумножитель преобразует световой сигнал в электрический. Для того, чтобы понять прохождение электрического сигнала, воспользуемся блок-схемой, изображенной на рис. 18.3. Чтобы представить себе преобразования сигнала отдельными блоками схемы, будем рисовать эпюры напряжений сигнала в точках схемы, обозначенных буквами а, в, с и d (см. рис. 18.4). Оптический сигнал, приходящий на фотоумножитель, имеет вид, показанный на рис. 18.4.а. Представим себе, что зондирующий пучок больше опорного например, в результате рассеивания тумана. Докажем, что это вызовет изменение диафрагмы и выравнивание пучков. Фотоумножитель преобразует сигнал в электрический. Затем он усиливается резонансным усилителем и принимает вид, представленный на рис. 18.4.в. Такая форма сигнала обуславливается особенностями электрической схемы усилителя. Этот сигнал детектируется детектором Д и проходит через фильтр Ф. Фильтр преобразует сигнал к синусоидальной форме (рис. 18.4.с). Разумеется, этот синусоидальный сигнал существует только тогда, когда зондирующий и опорный пучки не равны. Поэтому он называется сигналом разбаланса. Он усиливается усилителем сигнала разбаланса (УСР) и поступает на обмотку реверсивного двигателя РД. На вторую обмотку РД подается опорный сигнал, генерируемый специальным генератором опорного напряжения (ГОН) и усиленный усилителем опорного напряжения (УОН). Сигнал разбаланса и опорное напряжение сдвинуты по фазе на 900. Частоты их равны. Оба сигнала поступают на РД. Двигатель РД начинает вращаться и через редуктор (Ред.) двигает измерительную диафрагму ИД. Если яркость опорного пучка меньше пучка сравнения, то диафрагма будет открываться. Это вызовет увеличение яркости опорного пучка, и скоро пучки будут выровнены. Сигнал разбаланса обратится в ноль и двигатель остановится.





С другой стороны, двигатель вращает шкалу Ш, которая также останавливается при выравнивании пучков. Следовательно, каждому положению шкалы соответствует определенная амплитуда пучков, т.е. определенная дальность видимости.

Если изменение погоды таково, что опорный пучок больше зондирующего, то сигнал разбаланса изменит фазу на 180. Тогда фазовый сдвиг между сигналом разбаланса и опорным напряжением составит 90 и РД будет вращаться в другую сторону, закрывая диафрагму ИД. Это также приведет к выравниванию пучков.

Мы видим, что в приборе РДВ-3 применен уже знакомый нам принцип следящей системы с отрицательной обратной связью. Действительно, при появлении сигнала разбаланса отрицательная обратная связь его уничтожает.

Для коррекции показаний РДВ-3 применяются установочные клинья УК. С их помощью можно вручную изменить яркость опорного пучка и ввести сигнал разбаланса. Это вызовет вращение РД и установление баланса на новом уровне. Шкала также передвинется на новую отметку. Обычно корректировка проводится в ясную погоду, когда прозрачность атмосферы заведомо близка к 100% .

То обстоятельство, что в РДВ-3 применяются модулированные (прерывистые) пучки света с частотой модуляции 1780 Гц, позволяет выделить полезный сигнал на фоне помех, например, дневного света. Помехи так же воспринимаются фотоумножителем, но резонансный усилитель сигнала пропускает только сигнал с частотой 1780 Гц. Поэтому прибором РДВ-3 можно пользоваться как в ночное время, так и днем.

РДВ-3 очень прост в обращении. Однако, он не обеспечивает измерения МДВ менее 200 м. Поэтому в настоящее время РДВ-3 заменяется более современным прибором - импульсным фотометром ФИ 1.


ИМПУЛЬСНЫЙ ФОТОМЕТР ФИ-1


Так же как и РДВ-3, импульсный фотометр работает по принципу трансмиссометров. Но в отличие от РДВ-3 пределы измерения ФИ-1 составляют 50 - 6000 м. Таким образом, нижний предел измерения значительно ниже, чем в РДВ-3. Импульсный фотометр ФИ-1 допускает проведение измерений в довольно плотном тумане. Это достигается за счет двух факторов.

1. Применение в качестве источника света импульсной газоразрядной лампы, имеющей гораздо большую яркость, чем лампа накаливания в РДВ-3.

2. Применение двух отражателей вместо одного.

Дальний отражатель (ОД) установлен на расстоянии 100 м от фотометрического блока, ближний отражатель (ОБ) на расстоянии 20 метров. Дальний отражатель применяется при сравнительно высокой МДВ от 400 до 6000 м, а ближний отражатель - при дальности видимости от 50 до 1500 м. Это обеспечивает получение достаточно сильного светового сигнала даже при малой МДВ.




Принцип действия ФИ-1 несколько отличается от РДВ-3. Опорный пучок в приборе ФИ-1 не регулируется. Оптическая схема ФИ-1 более проста (см. рис. 18.5). Импульсная газоразрядная лампа ИЛ генерирует световые импульсы с частотой 50 Гц. Зондирующий пучок проходит через объектив О, который превращает его в слаборасходящийся, и через защитное стекло ЗС выходит в атмосферу. Оба отражателя ОД и ОБ освещаются световым пучком. Но ОД располагается на оптической оси прибора, а ОБ смещён вниз относительно оси.

Благодаря этому отраженные пучки света проходят по разным траекториям: свет от ОД, сфокусированный вогнутым зеркалом ВЗ, проходит через диафрагму Д1, а световой пучок от ОБ через Д2. Таким образом, чтобы воспользоваться только одним из отражателей, необходимо закрыть одну из диафрагм и открыть другую. Это делает коммутатор К. Через диафрагму Д1 или Д2 световой пучок попадает на клинообразный рассеиватель КР.

Опорный пучок света проходит от импульсной лампы прямо на клинообразный рассеиватель через диафрагму Д3.

Очередность прохождения пучков регулируется оптическим коммутатором К, периодически открывающим путь для зондирующего пучка (Д1 или Д2) и для опорного (через Д3). Оптический коммутатор представляет собой непрозрачные металлические шторки, перекрывающие световой поток и управляемые электромагнитами. Частота прерывания светового потока - будем называть ее частотой коммутации - 1 Гц.

Таким образом, на клинообразный рассеиватель поступают по очереди зондирующий и опорный пучки света. Клинообразный рассеиватель – призма с двумя белыми матовыми гранями - рассеивает поступающий свет и направляет его на катод ФЭУ (на рис. 18.5 не показан). ФЭУ преобразует световой сигнал в электрический.

Дальнейшие преобразования электрического сигнала проследим по блок-схеме прибора (рис. 18.6). Как и в предыдущем случае, удобно следить за преобразованием сигнала, изучая эпюры напряжений в отдельных точках схемы (а, в, с и d). Эпюры показаны на рис. 18.7.





Итак, световой сигнал, приходящий на ФЭУ, имеет вид, показанный на рис. 18.7.а. Допустим, что зондирующий пучок света больше опорного. Сигнал с фотоумножителя подвергается детектированию. Детектор Д представляет собой схему с RC-цепочкой. Постоянная времени цепочки выбрана такой, чтобы конденсатор не успевал бы разряжаться в промежутке между импульсами частотой 50 Гц, но успевал бы быстро разряжаться или заряжаться при смене амплитуды импульсов. Тогда сигнал после детектора будет иметь вид, изображенный на рис. 18.7.b. Можно сказать, что детектор дает огибающую входного сигнала. Амплитуда импульсов зондирующего сигнала определяется величиной МДВ и яркостью импульсной лампы, амплитуда опорных импульсов только яркостью лампы. Далее импульсы разделяются по двум каналам. Электрический коммутатор (ключ) К работает синхронно с оптическим коммутатором и переключает сигналы на два фильтра частоты коммутации (ФЧК) - опорного и зондирующего сигнала. Оба фильтра имеют одинаковые схемы, схожие с пиковым детектором, но постоянная времени фильтров гораздо больше. Поэтому если на входе фильтров сигнал представляет собой широкие импульсы с частотой 1 Гц (рис. 18.7.с), то сигнал на выходе фильтров будет иметь почти постоянный уровень с малыми колебаниями (рис. 18.7.d).




Рассмотрим теперь, от каких параметров зависит уровень сигнала на выходе каждого из фильтров. Сигнал (т.е. постоянное напряжение) на выходе ФЧКзонд зависит от МДВ и от яркости лампы. Если бы эта зависимость была бы однозначной только от МДВ, то для измерения МДВ было бы достаточно просто измерить это напряжение. Но так как эта зависимость не однозначна, то для измерения МДВ необходимо избавиться от неоднозначности, для чего в схеме предусмотрена обратная связь ( верхняя часть рис. 18.6).

Очевидно, напряжение на выходе ФЧКоп зависит только от яркости лампы. Оно подается на дифференциальный усилитель (ДУ). На второй вход ДУ подается строго постоянное опорное напряжение (40 В) с источника опорного напряжения (ИОН). Дифференциальный усилитель усиливает разность между этими напряжениями. В зависимости от соотношения между ними эта разность может иметь разные знаки. Усиленная разность напряжений поступает на регулируемый выпрямитель (РВ), который в зависимости от знака разности увеличивает или уменьшает напряжение питания ФЭУ. Соответственно изменяется чувствительность ФЭУ, изменяется амплитуда сигнала на его выходе и зависимость выходного сигнала ФЧКзонд от МДВ становится однозначной.

Поясним это на примере. Допустим, яркость импульсной лампы увеличилась и все сигналы, изображенные на рис. 18.7, теперь имеют большую амплитуду. Соответственно увеличился сигнал на выходе ФЧКоп и появилась положительная разность сигналов с ФЧКоп и ИОН. Подчиняясь этому (положительному) сигналу-команде, регулируемый выпрямитель уменьшает напряжение питания ФЭУ и его чувствительность уменьшается. Соответственно уменьшаются все сигналы на рис. 18.7. Когда разность сигналов с ФЧКоп и ИОН становится равной нулю, регулируемый выпрямитель прекращает уменьшать напряжение питания ФЭУ. Следовательно, в результате действия такой обратной связи напряжение с ФЧКоп будет всегда равно напряжению с ИОН (т. е. 40 В), а напряжение на выходе ФЧКзонд теперь будет определяться только величиной МДВ. Оно измеряется стрелочным прибором и переводится в значение МДВ по специальным таблицам, помещенным на передней панели прибора.

Заметим, что прибор ФИ-1 представляет собой еще один пример следящей системы. В качестве сигнала разбаланса здесь выступает разность напряжений с ФЧКоп и напряжения с ИОН.

Для удобства измерения прибор комплектуется цифровым вольтметром. Напряжение, подаваемое на вольтметр, приводится к такому уровню, что оно равно значению МДВ в метрах (напряжение измеряется с точностью до тысячных долей вольта).

Переключение диапазонов измерения, т.е. переход с ОД на ОБ и обратно осуществляется автоматически при понижении (или повышении) выходного напряжения, связанного с МДВ, до значения 0,4 В (400 м) или 1,6 В (1600 м). Имеющийся в комплекте самописец позволяет вести запись изменения МДВ со временем.

В настоящее время в России, в ГГО им. А. И. Воейкова разработан прибор ФИ-2, представляющий собой импульсный фотометр нового поколения. ФИ-2 имеет пределы измерения от 20 до 10000 м. и отличается от ФИ-1 наличием двух контуров обратной связи, что значительно повышает надежность его работы.

Добавить документ в свой блог или на сайт


Реклама:

Похожие:

Лекция 18 регистратор дальности видимости рдв-3 iconТ-а регистратор Регистратор
Ф. И. О. (полное наименование)

Лекция 18 регистратор дальности видимости рдв-3 iconТ-а регистратор Регистратор
Ф. И. О. (полное наименование)

Лекция 18 регистратор дальности видимости рдв-3 iconТаблица видимости под водой
Полная темнота. Нет разницы в видимости, когда маска (иллюминатор) закрыта или не закрыта рукой

Лекция 18 регистратор дальности видимости рдв-3 iconДокументи
1. /Исследование линейки меток дальности ИКО.doc

Лекция 18 регистратор дальности видимости рдв-3 iconДокументи
1. /Лекция 1. Введение.doc
2. /Лекция...

Лекция 18 регистратор дальности видимости рдв-3 iconДокументи
1. /01 Предисловие. 'I HAVE A DREAM...'.doc
2. /02...

Лекция 18 регистратор дальности видимости рдв-3 iconДокументи
1. /Лекция 10.Кривая дыхания иее интерпретация для диагностики.doc
2. /Лекция...

Лекция 18 регистратор дальности видимости рдв-3 iconПрейскуранта услуг, предоставляемых эмитентам ценных бумаг, обратившимся и находящимся на обслуживании во Владивостокском филиале ОАО «Регистратор Р. О. С. Т.»

Лекция 18 регистратор дальности видимости рдв-3 iconДокументи
1. /11/08-1014.doc
2. /11/Лекция ь10(03_11_98).doc

Лекция 18 регистратор дальности видимости рдв-3 iconПрейскурант владивостокского филиала ОАО "Регистратор Р. О. С. Т." на услуги, предоставляемые зарегистрированным лицам при ведении реестров владельцев именных ценных бумаг
Владивостокского филиала ОАО "Регистратор Р. О. С. Т." на услуги, предоставляемые зарегистрированным лицам при ведении реестров владельцев...

Лекция 18 регистратор дальности видимости рдв-3 iconПеречень оборудование ресурсного центра Комплект оборудования для проектно-исследовательской лаборатории
Цифровая лаборатория Архимед Регистратор данных nova5000 с клавиатурой, мышью, сумкой

Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©sd5.uchebalegko.ru 2000-2013
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы