Приемо-передающий блок измерителя высоты нижней границы облаков

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ПРИЕМО-ПЕРЕДАЮЩИЙ БЛОК ИЗМЕРИТЕЛЯ ВЫСОТЫ НИЖНЕЙ ГРАНИЦЫ ОБЛАКОВ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Пеленг(72) Авторы Королева Галина Сергеевна Коледа Петр Аркадьевич(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Пеленг(57) Приемо-передающий блок измерителя высоты нижней границы облаков, содержащий канал излучения, включающий оптически связанные источник лазерного излучения и первый объектив, и приемный канал, включающий оптически связанные формирующую оптическую систему и приемное устройство, при этом оптические оси указанных каналов параллельны между собой, отличающийся тем, что первый объектив канала излучения содержит три одиночные линзы, первая из которых двояковыпуклая линза, вторая - отрицательная выпукло-вогнутая линза, обращенная выпуклой поверхностью к источнику излучения, третья - двояковыпуклая линза, при этом оптические силы указанных линз первого объектива 1(об.1), 2(об.1), 3(об.1) и оптическая сила объектива (об.1) удовлетворяют следующим условиям 0,0091(об.1)0,012-0,00472(об.1)-0,004 0,0063(об.1)0,007 0,011(об.1)0,015,99292014.02.28 где 1(об.1), 2(об.1), 3(об.1), (об.1) - оптические силы для длины волны е, а формирующая оптическая система приемного канала выполнена в виде второго объектива и содержит три одиночные линзы, первая из которых двояковыпуклая линза, вторая - отрицательная выпукло-вогнутая линза, обращенная выпуклой поверхностью к приемному устройству, третья - плосковыпуклая линза, обращенная плоской поверхностью к приемному устройству,при этом оптические силы указанных линз второго объектива 1(об.2), 2(об.2), 3(об.2) и оптическая сила объектива (об.2) удовлетворяют следующим условиям 0,00291(об.2)0,0034-0,0022(об.2)-0,0018 0,00463(об.2)0,0055 0,005(об.2)0,007,где 1(об.2), 2(об.2), 3(об.2), (об.2) - оптические силы для длины волны .(56) 1.74203 1, 2008. 2.8713 1, 2012 (прототип). Полезная модель относится к оптико-электронному приборостроению, в частности к приборам для измерения оптических характеристик атмосферы, а именно для измерения расстояния от земли до облаков, и может находить применение в аэропортах для метеорологического обеспечения полетов, на метеорологических станциях для наблюдения за состоянием атмосферы и положением нижней границы облаков. Известен приемо-передающий блок для измерения высоты облаков 1, содержащий параллельные между собой канал излучения, включающий оптически связанные источник излучения и формирующую оптическую систему, выполненную в виде параболического отражателя диаметром 330-400 мм с фокусным расстоянием 96-110 мм, и приемный канала, включающий оптически связанные приемник излучения и формирующую оптическую систему, выполненную в виде параболического отражателя диаметром 330-400 мм,имеющего фокусное расстояние 150-280 мм. Недостатками данного аналога являются большие продольные и поперечные габариты прибора и недостаточная дальность видимости приемо-передающего блока. Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является приемо-передающего блок измерителя высоты нижней границы облаков 2, включающий канал излучения и приемный канал, при этом оптические оси обоих каналов параллельны между собой, канал излучения содержит оптически связанные источник лазерного излучения и формирующую оптическую систему, а приемный канал содержит оптически связанные приемное устройство и формирующую оптическую систему, выполненную в виде телескопической системы, состоящей из оптически связанных зеркально-линзового объектива и окуляра. Недостатками данного аналога являются большие продольные и поперечные габариты прибора, сложность формирующей оптической системы приемного канала и недостаточная дальность видимости приемо-передающего блока измерителя нижней границы облаков. Задачей полезной модели является уменьшение габаритов прибора, упрощение оптической системы и увеличение дальности видимости приемо-передающего блока. Поставленная задача решается тем, что в приемо-передающем блоке измерителя высоты нижней границы облаков, содержащем канал излучения, включающий оптически связанные источник лазерного излучения и первый объектив, и приемный канал, включающий оптически связанные формирующую оптическую систему и приемное устройство, при этом оптические оси указанных каналов параллельны между собой, в отличие от 2 99292014.02.28 прототипа, первый объектив канала излучения содержит три одиночные линзы, первая из которых двояковыпуклая линза, вторая - отрицательная выпукло-вогнутая линза, обращенная выпуклой поверхностью к источнику излучения, третья - двояковыпуклая линза,при этом оптические силы указанных линз первого объектива 1(об.1), 2(об.1), 3(об.1) и оптическая сила объектива (об.1) удовлетворяют следующим условиям 0,0091(об.1)0,012-0,00472(об.1)-0,004 0,0063(об.1)0,007 0,011(об.1)0,015,а формирующая оптическая система приемного канала выполнена в виде второго объектива и содержит три одиночные линзы, первая из которых двояковыпуклая линза, вторая отрицательная выпукло-вогнутая линза, обращенная выпуклой поверхностью к приемному устройству, третья - плосковыпуклая линза, обращенная плоской поверхностью к приемному устройству, при этом оптические силы указанных линз второго объектива 1(об.2),2(об.2), 3(об.2) и оптическая сила объектива (об.2) удовлетворяют следующим условиям 0,00291(об.2)0,0034-0,0022(об.2)-0,0018 0,00463(об.2)0,0055 0,005(об.2)0,007. Выполнение в приемо-передающем блоке измерителя нижней границы облаков первого объектива в виде трех одиночные линз, первая из которых двояковыпуклая линза, вторая - отрицательная выпукло-вогнутая линза, третья - двояковыпуклая линза, позволяет уменьшить продольный габарит канала излучения до 93,6 мм. Выполнение формирующей оптической системы приемного канала в виде второго объектива, состоящего из трех одиночных линз, первая из которых двояковыпуклая линза, вторая - отрицательная выпукловогнутая линза, третья - плосковыпуклая линза, позволяет упростить формирующую оптическую систему приемного канала и уменьшить продольные габариты приемного канала до 208,9 мм. Такой выбор конструкции и подбор оптических сил компонентов первого и второго объективов позволяет увеличить сигнал на приемном устройстве за счет уменьшения сферических аберраций в объективах, что уменьшает расходимость направленного излучения в канале излучения и увеличивает сходимость излучения на приемном устройстве в приемном канале, что, в свою очередь, приводит к увеличению сигнала на приемном устройстве и, как следствие, увеличивает дальность видимости приемо-передающего блока. Сущность полезной модели поясняется фигурой, на которой показан приемо-передающий блок измерителя высоты нижней границы облаков. Приемо-передающий блок измерителя высоты нижней границы облаков содержит канал излучения 1 и приемный канал 2, оптические оси которых параллельны между собой. Канал излучения 1 содержит оптически связанные источник лазерного излучения 3,формирующую оптическую систему, которая выполнена в виде первого объектива 4,имеющего оптическую силу (об.1)0,0125 и содержащего три одиночные линзы 5, 6, 7,первая из которых двояковыпуклая линза 5, имеющая оптическую силу 1(об.1)0,01,вторая - отрицательная выпукло-вогнутая линза 6, обращенная выпуклой поверхностью к источнику излучения 3 и имеющая оптическую силу 2(об.1)-0,0044, третья - двояковыпуклая линза 7, имеющая оптическую силу 3(об.1)0,0066, и защитное стекло 8, а приемный канал 2 содержит оптически связанные общее с каналом излучения защитное стекло 8, второй объектив 9, светофильтр 13 и приемное устройство 14, второй объектив 9, имеющий оптическую силу (об.2)0,0061, выполнен из трех одиночных линз 10, 11, 12, при этом линза 10, выполненная двояковыпуклой, имеет оптическую силу 1(об.2)0,0032,вторая линза 11 отрицательная, выполнена выпукло-вогнутой, обращена выпуклой поверхностью к приемному устройству и имеет оптическую силу 2(об.2)-0,0019, третья 3 99292014.02.28 линза 12 плосковыпуклая, обращена плоской поверхностью к приемному устройству 14 и имет оптическую силу 3(об.2)0,005. В качестве источника лазерного излучения 3 может быть использован светодиод 90-3, в качестве приемного устройства - приемник 309025. Измеритель высоты нижней границы облаков работает следующим образом. Первый объектив 4 канала излучения 1 формирует диаграмму направленности в виде параллельного пучка света от источника лазерного излучения 3. Лазерное излучение,пройдя через защитное стекло 8, направляется на облачность. Отраженный от облаков световой поток лазерного излучения, пройдя через общее для двух каналов защитное стекло 8, попадает на второй объектив 9 приемного канала 2 и проходит через светофильтр 13, пропускающий область спектра, соответствующую рабочей области спектра лазерного излучателя 3, что позволяет устранить постороннюю фоновую засветку на приемном устройстве 14, и фокусируется вторым объективом 9 в его задней фокальной плоскости, в которой расположено приемное устройство 14. Данная полезная модель позволила уменьшить продольные и поперечные габариты прибора, упростить оптическую систему приемо-передающего канала и увеличить дальность видимости высоты нижней границы облаков. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4