Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 6553
(13) U
(46) 2010.08.30
(51) МПК (2009)
G 01W 1/00
(54) ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ
ДАЛЬНОСТИ ВИДИМОСТИ
(21) Номер заявки: u 20100188
(22) 2010.02.25
(71) Заявитель: Открытое акционерное
общество "Пеленг" (BY)
(72) Авторы: Королёва Галина Сергеевна;
Шуляковская Анна Владимировна (BY)
(73) Патентообладатель: Открытое акцио-
нерное общество "Пеленг" (BY)
(57)
Прибор для измерения метеорологической дальности видимости, включающий излу-
чатель, содержащий последовательно расположенные на одной оптической оси источник
видимого излучения, светоделительное устройство, первый объектив и первое защитное
стекло, первый фотоприемник, оптически связанный через светоделительное устройство с
источником видимого излучения, и оптически связанный с излучателем приемник излуче-
ния, содержащий последовательно расположенные на одной оптической оси второй фото-
приемник, второй объектив и второе защитное стекло, отличающийся тем, что первый и
второй объективы выполнены в виде положительных склеенных линз, состоящих из отри-
цательной выпукло-вогнутой линзы и положительной двояковыпуклой линзы, при этом
отрицательная выпукло-вогнутая линза выполнена из оптического материала с показате-
лем преломления ne и дисперсией Ve, удовлетворяющими следующим условиям:
1,76 ≤ ne ≤ 1,77;
27 ≤Ve ≤28,
положительная двояковыпуклая линза выполнена из оптического материала с показателем
преломления ne и дисперсией Ve, удовлетворяющими следующим условиям:
1,56 ≤ ne ≤ 1,57;
55 ≤ Ve ≤ 56,
а оптическая сила ϕ каждого объектива удовлетворяет соотношению 0,004 ≤ ϕ ≤ 0,0045.
BY6553U2010.08.30

2. BY 6553 U 2010.08.30
2
(56)
1. Измеритель дальности видимости ИДВ-MITRAS LP11/LR11. Техническое руковод-
ство. VAISALA, Финляндия, 1997 г.
2. Прибор для измерения метеорологической дальности видимости "Пеленг СФ-01Э".
Руководство по эксплуатации 6435.00.00.000 РЭ. ОАО "Пеленг". - Минск, 2007 (прототип).
Полезная модель относится к оптико-электронному приборостроению, в частности к
приборам для измерения метеорологической дальности видимости (далее - МДВ), исполь-
зующимся в аэропортах и на метеорологических станциях.
Прибор предназначен для дистанционного измерения коэффициента пропускания слоя
атмосферы с автоматическим преобразованием измеренного значения в МДВ.
Известен прибор для измерения МДВ [1], содержащий излучатель и оптически сопря-
женные с ним приемник ближней и приемник дальней базы. Излучатель включает в себя
источник излучения, оптически сопряженные с ним первый объектив, светоделительное
устройство и первое защитное стекло, первый фотоприемник, оптически сопряженный со
светоделительным устройством. Приемник ближней базы включает в себя второй фото-
приемник, оптически сопряженные с ним второй объектив и второе защитное стекло.
Приемник дальней базы включает в себя третий фотоприемник и оптически сопряженный
с ним третий объектив и третье защитное стекло.
Недостатками данного прибора являются невысокая точность измерения МДВ и высо-
кая стоимость прибора.
Известен прибор для измерения МДВ [2], содержащий излучатель и оптически сопря-
женные с ним приемник дальней базы или приемник ближней базы. Излучатель включает
в себя источник излучения в спектральном диапазоне от 400 до 750 нм, оптически со-
пряженный со светоделительным устройством, первым объективом, выполненным в виде
положительной двояковыпуклой одиночной линзы, работающим с относительным отвер-
стием 1 : 2,3 и имеющим продольные габариты 247,2 мм, и первым защитным стеклом,
первый фотоприемник, оптически сопряженный с источником видимого излучения через
светоделительное устройство.
Приемник дальней или ближней базы включает в себя второй фотоприемник, оптиче-
ски сопряженный с ним второй объектив, выполненный из трех одиночных линз, работа-
ющий с относительным отверстием 1 : 5 и имеющий продольные габариты 347 мм, и
второе защитное стекло.
К недостаткам данного прибора относятся:
недостаточно высокая точность измерения коэффициента пропускания слоя атмосфе-
ры и, следовательно, недостаточно точное измерение МДВ из-за больших моно- и хрома-
тических аберраций;
сложная конструкция и большие продольные габариты объектива приемника излучения.
Задачей настоящей полезной модели является повышение точности измерения метео-
рологической дальности видимости при одновременном уменьшении габаритов объектива
приемника излучения и упрощении конструкции прибора.
Поставленная задача достигается тем, что в приборе для измерения метеорологиче-
ской дальности видимости, включающем излучатель, содержащий последовательно рас-
положенные на одной оптической оси источник видимого излучения, светоделительное
устройство, первый объектив и первое защитное стекло, первый фотоприемник, оптиче-
ски связанный через светоделительное устройство с источником видимого излучения, и
оптически связанный с излучателем приемник излучения, содержащий последовательно
расположенные на одной оптической оси второй фотоприемник, второй объектив и второе
защитное стекло, в отличие от прототипа, первый и второй объективы выполнены в виде
положительных склеенных линз, состоящих из отрицательной выпукло-вогнутой линзы и

3. BY 6553 U 2010.08.30
3
положительной двояковыпуклой линзы, при этом отрицательная выпукло-вогнутая линза
выполнена из оптического материала с показателем преломления ne и дисперсией Ve, удо-
влетворяющими следующим условиям:
1,76 ≤ ne ≤ 1,77;
27 ≤ Ve ≤ 28,
положительная двояковыпуклая линза выполнена из оптического материала с показателем
преломления ne и дисперсией Ve, удовлетворяющими следующим условиям:
1,56 ≤ ne ≤ 1,57;
55 ≤ Ve ≤ 56,
а оптическая сила ϕ каждого объектива удовлетворяет соотношению 0,004 ≤ ϕ ≤ 0,0045.
Выполнение отрицательной выпукло-вогнутой линзы и положительной двояковыпук-
лой линзы из данных оптических материалов позволяет производить коррекцию моно- и
хроматических аберраций по всему полю изображения, что дает уменьшение расходимо-
сти направленного излучения по всему полю на дистанции. Это ведет к увеличению плот-
ности потока излучения и увеличению светового потока, проходящего через объектив и
падающего на фотоприемник приемника излучения. Увеличение сигнала от излучателя на
приемник излучения уменьшает влияние фоновой засветки, что приводит к увеличению
точности измерения коэффициента пропускания слоя атмосферы и, следовательно, к точ-
ности измерения МДВ.
Использование положительной склеенной линзы в качестве объектива приемника излу-
чения, имеющего продольные габариты 247 мм (от первой поверхности объектива до фокаль-
ной плоскости) и оптическую силу ϕ, удовлетворяющую соотношению 0,004 ≤ ϕ ≤ 0,0045,
позволяет уменьшить продольные габариты объектива приемника излучения и упростить
конструкцию прибора.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
Прибор для измерения метеорологической дальности видимости содержит излучатель
1 и оптически связанный с ним приемник излучения 2.
Излучатель 1 содержит последовательно расположенные на одной оптической оси ис-
точник видимого излучения 3, светоделительное устройство 4, первый объектив 5 и пер-
вое защитное стекло 6, а также первый фотоприемник 7, оптически связанный через
светоделительное устройство 4 с источником видимого излучения 3.
Приемник излучения 2 содержит последовательно расположенные на одной оптиче-
ской оси второй фотоприемник 8, второй объектив 9 и второе защитное стекло 10.
Объектив 5 излучателя и объектив 9 приемника излучения выполнены в виде положи-
тельных склеенных линз, состоящих из отрицательной выпукло-вогнутой линзы и поло-
жительной двояковыпуклой линзы. Отрицательная выпукло-вогнутая линза выполнена из
оптического материала с показателем преломления ne и дисперсией Ve, удовлетворяющи-
ми следующим условиям:
1,76 ≤ ne ≤ 1,77;
27 ≤ Ve ≤ 28.
Положительная двояковыпуклая линза выполнена из оптического материала с показа-
телем преломления nе и дисперсией Ve, удовлетворяющими следующим условиям:
1,56 ≤ ne ≤ 1,57;
55 ≤ Ve ≤ 56.
Оптическая сила ϕ каждого объектива удовлетворяет соотношению 0,004 ≤ ϕ ≤ 0,0045.
Такой выбор оптических материалов и конструкция объективов позволяет получить
значительно меньшие моно- и хроматические аберрации.
Работа прибора основана на измерении коэффициента пропускания слоя атмосферы,
находящегося между излучателем и приемником излучения, расположенными на заданной

4. BY 6553 U 2010.08.30
4
дистанции, с последующим автоматическим преобразованием измеренного значения в
МДВ.
Источник видимого излучения 3, расположенный в фокальной плоскости объектива 5
излучателя 1, формирует на дистанции направленное излучение, которое, попадая на объ-
ектив 9 приемника излучения 2, фокусируется на фотоприемнике 8, расположенном вблизи
фокальной плоскости объектива 9. Контроль стабильности работы излучателя 3 осу-
ществляется фотоприемником 7 через светоделительное устройство 4. Путем сравнения
сигнала на фотоприемнике 7 и фотоприемнике 8 определяется прозрачность или пропус-
кание атмосферы.
По величине сигнала на фотоприемнике 8 производится определение коэффициента
пропускания слоя атмосферы с автоматическим преобразованием его в МДВ. Высокая
точность измерения коэффициента пропускания атмосферы обеспечивается за счет увели-
чения светового потока, попадаемого от излучателя 1 на фотоприемник 8 приемника из-
лучения 2.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.