Спосіб дистанційного вимірювання висотних профілів температури повітря за допомогою акустичного зондування атмосфери
Номер патенту: 77836
Опубліковано: 15.01.2007
Формула / Реферат
Спосіб дистанційного вимірювання висотних профілів температури повітря за допомогою акустичного зондування атмосфери, що включає випромінювання в атмосферу пакета гармонійних коливань звуку, його прийом, перетворення прийнятих звукових коливань в електричні, визначення швидкості звуку, визначення температури, здійснення моностатичного зондування атмосфери у вертикальному напрямку, причому прийом розсіяних атмосферними неоднорідностями акустичних хвиль здійснюють через однакові інтервали часу по всій висоті зондування, що відповідає однаковим відрізкам висот, прохідних звуковою хвилею, множення прийнятих коливань на коефіцієнт n, що визначають з умови одержання необхідної точності при збереженні однозначності фази, вимірювання початкової фази прийнятих коливань звукової хвилі для кожного висотного інтервалу, обчислення різниці обмірюваних початкових фаз для двох сусідніх інтервалів стробування і визначення за формулою різниці швидкостей звуку для сусідніх часових інтервалів, які відповідають двом сусіднім висотним інтервалам
,
де:
;
;
- інтервал висот, що відповідає обмірюваним початковим фазам
;
- інтервал висот, що відповідає обмірюваним початковим фазам
, причому приймається
;
- період коливань звукової хвилі;
- початкові фази звукових коливань, прийнятих у момент часу t1, t2, t3 відповідно;
- швидкість звуку на ділянці
;
- швидкість звуку на ділянці
,
вимірювання частоти Доплера на всіх висотних інтервалах для обліку її в обмірюваних початкових фазових зміщеннях як помилку
, де
, де
, а
- період коливань випромінюваної частоти звуку,
- кількість коливань прийнятої частоти звуку,
- число періодів у вимірюваному стробі, з наступним визначенням різниці температур для двох сусідніх висотних інтервалів по всій висоті зондування, вимірювання температури за допомогою високочутливого термометра для першого, приземного, висотного інтервалу і прив'язки до обмірюваної температури біля поверхні Землі, температури обмірюваного висотного профілю відносних змін температури з висотою й одержання в такий спосіб висотного профілю зміни абсолютних значень температури, який відрізняється тим, що випромінювання в атмосферу пакетів гармонійних коливань звуку роблять різної тривалості за заданою програмою, що визначається необхідним ступенем дозволу за висотою обмірюваних висотних профілів температури, причому прийом розсіяних атмосферними неоднорідностями акустичних хвиль здійснюють через однакові інтервали часу по всій висоті зондування, що дорівнюють за величиною половині тривалості випромінюваних на даний момент часу пакетів гармонійних коливань звуку.
Текст
Спосіб дистанційного вимірювання висотних профілів температури повітря за допомогою акустичного зондування атмосфери, що включає випромінювання в атмосферу пакета гармонійних коливань звуку, його прийом, перетворення прийнятих звукових коливань в електричні, визначення швидкості звуку, визначення температури, здійснення моностатичного зондування атмосфери у вертикальному напрямку, причому прийом розсіяних атмосферними неоднорідностями акустичних хвиль здійснюють через однакові інтервали часу по всій висоті зондування, що відповідає однаковим відрізкам висот, прохідних звуковою хвилею, множення прийнятих коливань на коефіцієнт n, що визначають з умови одержання необхідної точності при збереженні однозначності фази, вимірювання початкової фази прийнятих коливань звукової хвилі для кожного висотного інтервалу, обчислення різниці обмірюваних початкових фаз для двох сусідніх інтервалів стробування і визначення за формулою різниці швидкостей звуку для сусідніх часових інтервалів, які відповідають двом сусіднім висотним інтервалам o o 360 Dh1 360 Dh2 DDj3 - 2 - DD j2 - 1 = TC3 - 2 TC 2 -1 , де: DDj3 - 2 = jн - jн ; 2 3 77836 Винахід відноситься до радіолокаційної метеорології, а саме: до акустичних способів вимірювання параметрів атмосфери, і може бути використаний під час складання радіокліматичних карт і в роботах з контролю забруднення атмосфери. Відомий спосіб дистанційного вимірювання температури повітря за допомогою акустичного зондування [Красненко Н.П. Акустическое зондирование атмосферы, Новосибирск, изд. Наука, Сибирское отделение, 1986. С.112-118] у бістатичному режимі зондування шляхом вимірювання часу приходу сигналу з дво х близьких висот і його обмірюваній часовій затримці приходу сигналу для цих висот і відомій для цих різниці висот визначають швидкість звуку як С=(Н2-Η1)t1, а потім визначають температуру повітря для цієї ділянки висот як T0=[(H2-H1)Qt] 2, де Η 2 і Η1 - прилеглі висоти; t - часове зміщення; Q - коефіцієнт. Недоліком такого способу є низька точність визначення температури (нижче 1°К) за рахунок того, що вимірюються безпосередньо самі часові зміщення, які мають малі абсолютні величини, що приводить до високої відносної помилки під час вимірювання температури, а також відносна складність через розкиданість точок випромінювання і прийому, пов'язана з використанням у ньому бістатичного режиму зондування, що вимагає рознесення місця випромінювання звуку і прийому звукових ехо-сигналів. Найближчим за технічною суттю до винаходу, що заявляється, є спосіб дистанційного вимірювання висотних профілів температури повітря за допомогою акустичного зондування атмосфери [патент України №58456А 7G01S13/95, публ. 15.07.2003, Бюл. №7], що включає випромінювання в атмосферу пакета гармонійних коливань звуку, його прийом, перетворення прийнятих звукових коливань в електричні, визначення швидкості звуку, визначення температури, моностатичне зондування атмосфери у вертикальному напрямку, причому прийом розсіяних атмосферними неоднорідностями акустичних хвиль здійснюють через однакові інтервали часу по всій висоті зондування, що відповідає однаковим відрізкам висот, прохідних звуковою хвилею, множення прийнятих коливань на коефіцієнт n, що визначають з умови одержання необхідної точності при збереженні однозначності фази, вимірювання початкової фази прийнятих коливань звукової хвилі для дво х сусідніх інтервалів стробування, вимірювання частоти Допплера на всіх висотних інтервалах для обліку її в обмірюваних початкових фазових зміщеннях як помилку за формулою і за формулою визначення різниці швидкостей звуку для двох сусідніх часових інтервалів, які відповідають двом сусіднім висотним інтервалам, з подальшим визначенням різниці температур для двох сусідніх висотних інтервалів по всій висоті зондування, вимірювання 4 температури за допомогою високочутливого термометра для першого, приземного висотного інтервалу і прив'язка до обмірюваної температури в поверхні Землі температури обмірюваного висотного профілю відносних змін температури з висотою й одержання в такий спосіб висотного профілю змін абсолютних значень температури. Недоліком такого способу є те, що в ньому обмежена здатність, що дозволяє, за висотою вимірюваних висотних профілів температури, що не дозволяє робити детальних досліджень висотних градієнтів температури на цікавлячих висотах. В основу винаходу способу дистанційного вимірювання висотних профілів температури повітря за допомогою акустичного зондування атмосфери покладена задача забезпечення більш високого дозволу за висотою вимірюваних висотних профілів температури за рахунок випромінювання в атмосферу пакетів гармонійних коливань звуку різної тривалості за заданою програмою і прийому розсіяних атмосферними неоднорідностями акустичних хвиль через однакові інтервали часу по всій висоті зондування, що дорівнюють за величиною тривалості випромінюваних на даний момент часу пакетів гармонійних коливань звуку. Ця задача вирішена в такий спосіб. У способі дистанційного вимірювання висотних профілів температури повітря за допомогою акустичного зондування атмосфери, що включає випромінювання в атмосферу пакета гармонійних коливань звуку і його прийом, перетворення прийнятих звукових коливань в електричні, визначення швидкості звуку, визначення температури, здійснення моностатичного зондування атмосфери у вертикальному напрямку, причому прийом розсіяних атмосферними неоднорідностями акустичних хвиль здійснюють через однакові інтервали часу по всій висоті зондування, що відповідає однаковим відрізкам висот, прохідних звуковою хвилею, множення прийнятих коливань на коефіцієнт n, що визначають з умови одержання необхідної точності при збереженні однозначності фази, вимірювання початкової фази прийнятих коливань звукової хвилі, для кожного висотного інтервалу, обчислення різниці обмірюваних початкових фаз для двох сусідніх часових інтервалів, які відповідають двом сусіднім висотним інтервалам DDj3 - 2 - DD j2-1 = 360°Dh1 360°Dh2 TC3- 2 TC2 -1 де DDj3 -2 = jн3 - jн2 ; DDj2 -1 = jн - jн ; 2 1 Dh1 - інтервал висот, що відповідає обмірюваним початковим фазам jн2 i jн1 ; Dh2 - інтервал висот, що відповідає обмірюваним початковим фазам jн3 і jн2 , причому при 5 77836 6 21] нового механізму розсіювання звукових хвиль ймаєт ься Dh1=Dh2; при імпульсному акустичному моностатичному Τ - період коливань звукової хвилі; зондуванні атмосфери. jн1, j н2, j н3 - початкові фази звукових колиЗвернемося до Фіг.1а, б, де на Фіг.1 а предвань, прийнятих у момент часу t 1, t2, t 3 відповідно; ставлений звуковий пакет у момент часу t2, коли С2-3 - швидкість звуку на ділянці Dh2-3; передня частина звукового пакета досягла висоти C2-1 - швидкість звуку на ділянці Dh2-1; h1(hmax), a задня частина - висоти h2. На Фіг.1б вимірювання частоти Допплера на всіх висотпредставлена часова залежність випромененої них інтервалах для обліку її в обмірюваних початзвукової хвилі з відзначеними на ній моментами кових фазових зміщеннях Djн як помилку jн±Djд часу t0, t 1, і t2. DТ × 360° × N У момент часу t2 розсіяна звукова хвиля від (де Djд = , DТ= Твипр-Тпр , а Т випр - період T передньої частини звукового пакета з висоти коливань випромінюваної частоти звуку, Тпр - періh1(hmax) прямуватиме вниз до поверхні Землі, а од коливань прийнятої частоти звуку, N - кількість нижня частина випроміненого звукового пакета періодів у вимірюваному стробі, з подальшим випереміщатиметься вверх назустріч цій розсіяній звуковій хвилі. Приймемо, що температура атмозначенням різниці температур для двох сусідніх сфери в межах висот (h1-h2) однакова. Тоді через висотних інтервалів по всій висоті зондування, вимірювання температури за допомогою високочуh +h час t2 на висоті h3 = 1 2 ці звукові хвилі зутливого термометра для першого, приземного, 2 висотного інтервалу і прив'язки до обмірюваної стрінуться. Розсіяна звукова хвиля на цій висоті температури в поверхні Землі температури обмівід заднього фронту звукового пакета піде вниз рюваного висотного профілю відносних змін темразом з розсіяною, що досягла в цей момент часу ператури з висотою й одержання в такий спосіб висоти h1 і звуковою хвилею, що переміщається висотного профілю зміни абсолютних значень тевниз. Ці дві розсіяні звукові хвилі прийдуть до помператури, відповідно до винаходу випромінюванверхні Землі одночасно. Часова фаза для обох ня в атмосферу пакетів гармонійних коливань звурозсіяних з різних висот звукових хвиль буде та ку роблять різної тривалості за заданою сама, оскільки вона визначається гармонійними програмою, що визначається необхідним ступенем коливаннями опірної частоти, з якої формуються дозволу за висотою обмірюваних висотних профівипромінювані звукові хвилі, а вона в той самий лів температури, причому, прийом розсіяних атмомомент часу Dt з початку коливань буде завжди сферними неоднорідностями акустичних хвиль однакова. Отже, в даний той самий момент часу здійснюють через однакові інтервали часу по всій Dt, фаза звукової хвилі для двох висот h1 і h2 вивисоті зондування, що дорівнюють за величиною значатиметься співвідношенням для h1 іh2], відпополовині тривалості випромінюваних на даний відно: момент часу пакетів гармонійних коливань звуку. Розглянемо більш докладно запропонований 2p 2p Dh1 спосіб. j1 = Dt × (2) Т T C На Фіг.1а, б схематично представлено: а - звуковий пакет у момент часу t2, коли передня части2p 2 p Dh 2 (3) j2 = Dt × на звукового пакета досягла висоти h1(hmах), а задТ T C ня частина - висоти h1; б - часова залежність випроміненої звукової хвилі з позначеними на ній Оскільки в момент часу t2 , коли випроменений моментами часу t0, t1 і t 2. звуковий пакет досяг переднім фронтом висоти На Фіг.2 подано схематичне розташування за h1(hmax), йде розсіювання звукових хвиль по всій висотою половини зондувальних імпульсів для висоті, займаній випроміненим звуковим пакетом, З1 і З 2. то розсіяна з висоти h1(hmax) звукова хвиля при На Фіг.3 схематично представлене зондування поширенні її вниз назустріч випроміненому звукоатмосфери на одному висотному рівні при трьох вому пакетові зустрічатиметься з розповсюдженизначеннях тривалості випромінюваного акустичноми вниз випроміненими звуковими хвилями на го пакета: t1=0,1с; t2=0,075с; t 3=0,05с. кожній висоті і приходитиме до поверхні Землі з На Фіг.4 подано результати вимірюваної фази ними одночасно подібно тому, як це ми розглянули акустичного ехо-сигналу для трьох значень тривавище для випадку заднього фронту зондувального лості випромінюваного пакета акустичних хвиль: імпульсу. t1=0,1с; t 2=0,075с; t3=0,05с для одного з сеансів Отже, на підставі розглянутого вище аналізу вимірів при висоті зондування ~34м 18.07.2004 при можна прийти до висновку, що в кожну мить на похмурій погоді, слабкому вітрі і при температурі вхід прийомної акустичної антени приходить акусt=+20°С. тичний ехо-сигнал одночасно від всієї області виНа Фіг.5 представлена функціональна схема сот, займаної половиною тривалості зондувальнопристрою, за допомогою якого можна реалізувати 1 го імпульсу tС . запропонований спосіб. 2 Для цього спочатку глибше усвідомимо, у чому Оцінимо, якою ж буде помилка в цьому випадсуть розкритого [Делов И.А., Слипченко Н.И. О ку під час вимірювання фази акустичного ехомеханизме рассеяния звуковых волн при акустисигналу для дво х швидкостей звуку С 1 і С2. ческом импульсном моностатическом зондироваДля наочності розглянемо конкретний приклад нии атмосферы / Прикладная радиоэлектроника. того, як змінюється середня висота під час виміВсеукр. науч-те хн. сборник. Т. 3, №3, 2004, С.16 7 77836 8 рювання фази для двох значень температури атті проводилося вимірювання фази акустичного мосфери Т1=273° і Т1=275°. Визначимо для них ехо-сигналу. Вимірювання проводилося при верзначення швидкості звуку за відомою формулою тикально спрямованій антені при висоті зондування 34м і 50м. Переключення тривалості зондуваС = 20 Т ° . Знайдені значення величин швидкості льного пакета хвиль відбувалося по черзі через звуку складатимуть для Т1 С1=330,454м/с, для Т2 кожні 2 хвилини. Використовувався акустичний С2=331,662м/с. Під час стробування на рівні локатор з такими основними параметрами: частоDtстр=0,3с висота складатиме для С1 та зондування ~1кГц, період повторення звукових 0,3 імпульсів ~2с, випромінювана акустична потужh1max = × 330,454 49,568м , = для С2 2 ність ~4Вт, смуга пропущення приймача ~50Гц, антена параболічна що комутується, діаметр па0,3 h1max = × 331 662 = 49,749м . , раболи ~2м, висота звукозахисного екрана ~2м. 2 Було проведено кілька сеансів вимірювань при Отже, розходження висот, або точніше, місцерізних погодних умовах. Вимірювання фази прознаходження переднього фронту зондувального водилось за допомогою імпульсного фазометра імпульсу для швидкості звуку С 1 і С2 складатиме [Делов И.А., Слипченко Н.И. О механизме рассея49,749-49,568=0,181м. Знайдемо місце розташуния звуковых волн при акустическом импульсном вання середини зондувального імпульсу при тримоностатическом зондировании атмосферы / Привалості зондувального імпульсу t=0,1 с для С 1 і С2. кладная радиоэлектроника. Всеукр. науч.-техн. Для цього знайдемо значення висоти для сборник. Т.3, №3, 2004, С.16-21] при тривалості Dtстp=0,25с для С 1 і С2. Знайдені значення виявиобмірюваного строба ~30мс. Фаза ехо-сигналу 0,25 С1 вимірялася в межах 360°. На фазометрі реєструлися: для С 1 h1max = = 41 306 ; для С2 , 2 валася фаза просторової акустичної хвилі, тобто h2min=41,457. 2p D h2 значення × (3). На Фіг.2 представлене схематичне розташуT C вання за висотою зондувальних імпульсів для С 1 і На Фіг.3 схематично представлене зондування С2, вірніше, їхніх половин. атмосфери на одному висотному рівні при трьох Розіб'ємо ділянку співпадаючих висот для значеннях тривалості випромінюваного звукового обох значень швидкості звуку на η рівних частин і пакета: t1=0,1с; t 2=0,07с; t 1=0,05с. знайдемо для нього середнє значення висоти hcp Як видно з Фіг.3, оскільки висота переднього h1 + h2 + ... + hn фронту звукового пакета не міняється зі зміною як hcp = å . Для цих співпадаючих n тривалості випромінюваного акустичного пакета, ділянок зондувальних імпульсів для обох значень то зі зміною тривалості випромінюваного пакета (t) С величини hcp будуть однакові. Однак реальна змінюється висота розташування заднього фронту величина hcp для обох значень С відрізнятиметься, звукового імпульсу, а отже, й середня висота зонh1 + h 2 + ... + h n дувального акустичного пакета (зі зменшенням тому що hcp= å - 0,121 , а 1 n тривалості імпульсу t середня висота розташування зондувального імпульсу зростає). h1 + h2 + ... + hn hcp 2 = å + 0,181 , тобто З виразу (3) випливає, що зі збільшенням виn соти Dh вимірювана фаза зростатиме, тобто зі 0,151 0,181 0,332 зменшенням тривалості випромінюваного пакета hcp1 - h cp2 = = м. n n n хвиль вимірювана фаза акустичного ехо-сигналу Для випадку n=10 hср1-hср2=0,0334м у довжимає зростати, якщо температура атмосфери з винах хвиль розглянутого конкретного приклада це сотою не змінюється. Якщо ж температура атмосскладатиметься ~36°, або відносна помилка в оціфери з висотою змінюється, ефект залежності нці висот для розглянутого конкретного випадку вимірюваної фази акустичного ехо-сигналу від складатиметься . Причому, це систематичвисоти спотворюватиметься в той або інший бік. на помилка, і її завжди можна врахувати. Аналіз отриманих нами експериментальних Отже, на підставі розглянутого вище конкретданих виявив, що спостерігається явно виражена ного прикладу зондування для випадку зміни темзалежність величини вимірюваної фази акустичноператури атмосфери на ~2°С можна зробити виго ехо-сигналу від тривалості випромінюваного сновок, що при існуванні нового механізму пакета акустичних хвиль. Для погодних умов нарозсіювання хвиль помилка в оцінці фази (темпеших експериментів в основному вимірювана фаза ратури атмосфери) за рахунок висоти, що фіксуакустичного ехо-сигналу зі зменшенням тривалості ється автоматично, незначна, причому ця помилка випромінюваного пакета хвиль зростала. систематична вбік заниження різниці вимірюваних Для ілюстрації сказаного на Фіг.4 представлені температур, та її завжди можна врахувати. результати вимірювань фази акустичного ехоДля перевірки розглянутих ви ще теоретичних сигналу для трьох значень тривалості випромінювисновків щодо можливості існування нового меваного пакета акустичних хвиль: t1=0,1с; t2=0,07с; ханізму розсіювання звукових хвиль при акустичt3=0,05с для одного з сеансів вимірювань при виному імпульсному моностатичному зондуванні соті зондування ~34м 18.07.2004р. за такої погоди: атмосфери було виконано такий експеримент. похмуро, слабкий вітер, t=+20°C. Як видно з Фіг.4, Проводилося одночасне (точніше, почергове) спостерігається стійке розходження вимірюваної акустичне зондування атмосфери при різній трифази акустичного ехо-сигналу для трьох значень валості (t) випромінюваного акустичного пакета величини t. У даному випадку ми спостерігаємо (t1=0,1с; t2=0,07 с; t3=0,05с) і для кожної тривалос 9 77836 10 збільшення вимірюваної фази ехо-сигналу зі змечаткових фазових зміщеннях jн як помилку ншенням тривалості випромінюваного акустичного jн=±DjД , визначення різниці швидкості звуку між пакета. Середнє значення обмірюваної фази за сусідніми висотними інтервалами, визначення різпредставлений на рисунку період вимірювань ниці температур за отриманими різницями швидскладає: для t1=100мс j1=85,5°, для t2=70мс костей, вимірювання температури для першого j1=177,2° і для t3=50мс j1=244,2°. Спостерігаютьвисокого інтервалу і прив'язки до неї висотного ся синфазні часові зміни фази акустичного ехопрофілю відносних змін температури з висотою сигналу на трьох рівнях, що свідчить про вірогідвводять випромінювання в атмосферу пакетів ганість отриманої інформації для залежності фази рмонійних коливань звуку різної тривалості за заакустичного ехо-сигналу від тривалості випроміданою програмою, що визначається необхідним нюваного акустичного пакета. ступенем дозволу за висотою вимірюваних висотОтже, на підставі розкритого нового механізму них профілів температури, причому прийом розсірозсіювання звукових хвиль при акустичному імяних атмосферними неоднорідностями акустичних пульсному моностатичному зондуванні атмосфери хвиль здійснюють через однакові інтервали часу на вхід прийомної антени приходить акустичний по всій висоті зондування, що дорівнює за величиехо-сигнал одночасно з усієї області висот, займаною тривалості випромінюваних на даний момент ної половиною тривалості зондувального імпульсу. часу пакетів гармонійних коливань звуку, що доОтже, дозвіл за висотою (дальністю) у цьому визволяє забезпечити більш високий дозвіл за висопадку залежить тільки від тривалості випромінютою випромінюваних висотних профілів темпераваного пакета акустичних хвиль. тури і розширити функціональні можливості Тому в пропонованому способі для підвищенспособу. ня здатності, що дозволяє, за висотою (дальністю) Справа в тому, що на підставі встановленого пропонується випромінювання в атмосферу пакенового механізму розсіювання звукових хвиль при тів гармонійних коливань звуку робити різної триімпульсному акустичному зондуванні атмосфери валості за заданою програмою, що визначається [Делов И.А., Слипченко Н.И. О механизме рассеянеобхідним ступенем дозволу за висотою вимірюния звуковых волн при акустическом импульсном ваних висотних профілів температури, причому моностатическом зондировании атмосферы / Приприйом розсіяних атмосферними неоднорідностякладная радиоэлектроника. Всеукр. науч.-техн. ми акустичних хвиль здійснюють через однакові сборник. Т.3, №3, 2004, С.16-21] на вхід приймаінтервали часу по всій висоті зондування, що дорільної антени кожну мить надходить одночасно внюють за величиною половині тривалості випроакустичний ехо-сигнал, розсіяний цілою областю мінюваних на даний момент часу пакетів гармовисот, займаною половиною тривалості випромінійних коливань звуку. Це означає, що якщо ми в нюваного звукового пакета. Тому в цьому випадку даний момент часу випромінили пакет гармонійних дозвіл за висотою визначатиметься тільки триваколивань звуку тривалістю, наприклад, 0,1 з, то лістю випромінюваного пакета акустичних хвиль, а прийом розсіяних атмосферними неоднорідностяне тривалістю часових інтервалів, через які відбуми акустичних хвиль до наступного випромінюванвається прийом розсіяних атмосферними неодноня пакета акустичних хвиль ми маємо здійснювати рідностями акустичних хвиль по всій висоті зондучерез однакові інтервали часу по всій висоті зонвання, як це має місце у відомому способі, дування, рівні за величиною половині тривалості оскільки в цьому випадку з урахуванням установвипромінюваних на даний момент часу пакетів леного нового механізму розсіювання звукових гармонійних коливань звуку, тобто в нашому конкхвиль [Делов И.А., Слипченко Н.И. О механизме ретному випадку через 0,05 с Отже, змінюючи рассеяния звуковых волн при акустическом импутривалість випромінюваних в атмосферу пакетів льсном моностатическом зондировании атмосфеакустичних хвиль за заданою програмою, ми повиры / Прикладная радиоэлектроника. Всеукр. науч.нні в програмі передбачити відповідній цій програтехн. сборник. Т.3, №3, 2004, С.16-21] ми спостерімі прийом розсіяних атмосферними неоднорідносгатимемо інтегральний ефект для всіх тривалостями акустичних хвиль по всій висоті зондування тей часових інтервалів стробування, менші полочерез інтервали часу, рівні за величиною половині вини тривалості випромінюваних пакетів тривалості випромінюваних пакетів акустичних акустичних хвиль. хвиль. Розглянемо пристрій для реалізації способу, У разі потреби ми можемо для будь-якої фікфункціональна схема якого представлена на Фіг.5, сованої обраної нами висоти шляхом зміни триващо містить акустичну антену 1, приєднану до акуслості випромінюваних пакетів акустичних хвиль тичного локатора 2, який послідовно з'єднаний з робити детальні дослідження висотного профілю блоком помножувачів 3, імпульсним фазометром 4 температури цієї фіксованої висоти (див., наприі ЕОМ 5, що з'єднана з акустичним локатором 2 і клад, Фіг.3). вимірювачем періодів 6, що також з'єднаний і з Суть пропонованого способу дистанційного акустичним локатором 2. вимірювання висотних профілів температури повіПристрій працює так. За сигналом з ЕОМ 5 тря за допомогою акустичного зондування атмосакустичний локатор 2 через акустичну антену 1 фери, що включає в себе моностатичне зондуванвипромінює пакет гармонійних акустичних колиня у вертикальному напрямку, вимірювання вань в атмосферу, заданою програмою ЕОМ 5 початкових фаз коливань прийнятих ехо-сигналів тривалості. Після чого акустична антена 1 перечерез однакові інтервали часу за висотою зондуключається на прийом і веде прийом акустичних вання, вимірювання частоти Допплера на всіх виехо-сигналів, розсіяних атмосферними неоднорідсотних інтервалах для обліку її в обмірюваних поностями, причому прийом акустичних ехо-сигналів 11 77836 12 ведуть через однакові інтервали часу по всій висосигналів, де вимірюються частоти або періоди ті зондування, що дорівнюють половини тривалосприйнятих ехо-сигналів, і обмірювані там частоти ті випромінених на даний момент часу пакетів гаабо періоди прийнятих лун-сигналів надходять рмонійних коливань звуку. В акустичному локаторі потім в ЕОМ 5. В ЕОМ 5 за заданим алгоритмом 2 прийняті звукові коливання перетворюються в обчислюються всі необхідні дані з урахуванням електричні коливання і надходять у блок помножувпливу частоти Допплера на обмірювані різниці вачів 3, де вони збільшуються в задану кількість n початкових фаз ехо-сигналів для кожної випроміразів. Одночасно до блока помножувачів 3 з акусненої тривалості пакета гармонійних коливань звутичного локатора 2 надходять електричні колику й обчислюються висотні профілі температури з вання, з яких формуються в акустичному локаторі необхідним дозволом за висотою (дальністю). 2 випромінювані звукові коливання і збільшуються Як випливає з вищесказаного, пропонований в таку саму кількість n разів. Одночасно з виходу спосіб дає значно більш високий дозвіл за висоакустичного локатора 2 електричні коливання притою під час вимірювання висотних профілів темйнятих акустичних ехо-сигналів надходять на вхід ператури порівняно з прототипом і розширює його вимірювача частоти або періодів 6 прийнятих ехоможливості. 13 Комп’ютерна в ерстка О. Гапоненко 77836 Підписне 14 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod of remote measurements for determining the height temperature patterns of air in acoustic sounding of the atmosphere
Автори англійськоюDelov Ivan Ankindinovych, Slipchenko Mykola Ivanovych
Назва патенту російськоюСпособ дистанционных измерений для определения профилей распределения температуры воздуха по высоте при акустическом зондировании атмосферы
Автори російськоюДелов Иван Акиндинович, Слипченко Николай Иванович
МПК / Мітки
МПК: G01W 1/00, G01S 13/95
Мітки: профілів, дистанційного, вимірювання, повітря, атмосфери, допомогою, температури, зондування, спосіб, висотних, акустичного
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-77836-sposib-distancijjnogo-vimiryuvannya-visotnikh-profiliv-temperaturi-povitrya-za-dopomogoyu-akustichnogo-zonduvannya-atmosferi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб дистанційного вимірювання висотних профілів температури повітря за допомогою акустичного зондування атмосфери</a>
Попередній патент: Валкова жниварка
Наступний патент: Ролик стрічкового конвеєра
Випадковий патент: Протектор пневматичної шини