WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 17 |

Величко, александр павлович разработка ик­радиометрического комплекса, обеспечивающего дистанционный контроль и исследование облаков и прозрачности атмосферы москва

-- [ Страница 2 ] --

4. Методика определения степени прозрачности атмосферы.

Апробация работы и публикации.

Основные положения и практические результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

- XIII Международный НТК «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации», Алушта 2003 г.

- XIV Международный НТК «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации», Алушта 2004 г.

- XV Международный НТК «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации», Алушта 2005 г.

- XVI Международный НТК «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации», Алушта 2006 г.

- VIII международной научно-практической конференции (г. Сочи, 2005 г.).

- IX междупародной научно-практической конференции (г. Сочи, 2006 г.).

Но теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе научных статей - 1, публикаций в сборниках докладов и тезисов международных и российских конференций - 6.

Личный вклад автора.

Содержание диссертации является частью научной работы, проводимой на кафедре «Оптико-электронные приборы и системы» в рамках госбюджетной тематики «дистанционное зондирование атмосферы и экологический мониторинг окружающей среды». Работа велась в тесном сотрудничестве с ИФА РАН. Автор принимал непосредственное участие в разработке и изготовлении комплекса, в составлении программного обеспечения, во всех измерениях, проводил первичную и статистическую обработку и обобщение данных.

Структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложе1гая и библиографии. Объем диссертации составляет страницы, включая 55 рисунков и список литературы из наименований, а также 3 приложения.

сформулирована цель, научная новизна и практическая ценность работы, кратко излагается содержание диссертации по главам, приводятся основные научные положения, выносимые на защиту.

В главе 1 приводятся: сжатый исторический обзор методов дистанционного зондирования полупрозрачных типов облаков;

теоретическое обоснование выбранных методов для измерения параметров оптически полупрозрачных облаков; обзор работ, посвященных данной тематике; оценка возможностей практического применения результатов данной работы.

В главе 2 приводится разработка методики измерения параметров облаков различных типов в ИК- и видимом диапазонах. Основными недостатками метода Вильсона являются: 1) теоретический расчет интенсивности излучения Солнца при различных моделях атмосферы; 2) необходимость последовательного наведения измерительной ИКустановки на Солнце, закрытое полупрозрачным облаком, потом на это же облако (или его фрагмент) без Солнца. Первый недостаток вносит ощутимые погрешности при измерениях полупрозрачных облаков в реальной атмосфере, а второй предполагает, естественно, проведения таких операций вручную, что сказывается в первую очередь на оперативности зондирования и требует постоянного участия и внимания обслужршающего персонала. Метод определения коэффициента Прозрачности облака, предлагаемый в данной работе, позволяет избежать отмеченных недостатков, но с другой стороны появляется погрешность в измерении излучения высокотемпературного источника. Суть метода заключается в постоянном (автоматическом) слежении за высокотемпературным источником (Солнцем), периодически перекрываемом полупрозрачными облаками. В этом случае реальное состояние атмосферы (прозрачность) учитывается в каждом цикле измерений. Для этого необходимо разработать следящую систему за перемещением Солнца, причем точность наведения и сопровождения Солнца должны обеспечивать погрешность измерения прозрачности облака значительно ниже, чем при методе Вильсона.

Однако измеряемый температурный диапазон ИК-радиометрическим способом ограничен. В лучшем случае современные ИК-радиометры промышленного исполнения измеряют температуру в интервале от - 50°С до + 500°С, в то время как радиационная температура Солнца составляет несколько тысяч градусов Кельвина, а температура облаков верхнего яруса и чистого неба составляет порядка -70°К. В связи с этим была разработана методика расширения измеряемого температурного диапазона с применением при измерениях полиэтиленовой пленки, «прозрачной» в рабочем участке спектра.

Предложена и разработана экспериментальная установка для проведеитя натурных измерений, структурная схема которой представлена на рис.1.

Кроме того, разработана сканирующая установка на базе ИКтермометра (рис.2) для измерения температуры нижней границы облаков, позволяющая получить после соответствующей обработки измеренных значений поверхностную температурную диаграмму и тепловую карту участка неба (рис. 3,4).

(Солнце) Рис. 1. Структурная схема следящей ИК-фотометрической установки Рис.2. Структурная схема сканирующей ИК-установки.

Рис.3. Поверхностная температурная диаграмма участка неба с облаком.

Проведена серия экспериментальных измерений, представлены первичные результаты, их анализ, обработка и систематизация. Па основе этого были разработаны методики проведения измерений на данных ИКустановках.

Также в течение последних трех лет в г. Москве были проведены долговременные дистанционные наблюдения за облаками различных типов, осуществлен обищй анализ полученного материала.

Глава 3 посвящена разработке и обоснованию методов калибровки ИК-радиометрического и фотографического комплекса. Были исследованы пути повыщения стабильности ИК-радиометра. Калибровка ИКрадиометра перед каждой серией измерений может проводится по нескольким температурным точкам излучения абсолютно черного тела (АЧТ), в качестве которого, как показано в работе, можно применить пластину тающего льда (t = 0°С) и опорный излучатель, представляющего собой электрически подогреваемый толстый алюминиевый диск с зачерненной излучающей поверхностью с концентрическими канавками.





Оба макета АЧТ имеют коэффициент излучения, близкий к единице и достаточно стабильный во времени.

фотосъемки облаков с последующей компьютерной обработкой изображений. Выбор оптимальных режимов и способов фотосъемки различных видов облачности. Разработка измерительного комплекса для совместного использования фотографического метода и ИК-радиометрии.

В заключении кратко перечислены основные результаты работы и следующие из них выводы.

В приложениях приведены таблицы, необходимые для расчетов основных характеристик облаков и атмосферы, основные технические фотографического комплекса, экспериментальные температурновременные диаграммы метеообъектов и некоторые зависимости характеристик облаков, полученных в результате проведения долговременных измерений в 2002 г в городе Москва.

Основное содержание диссертации онубликовано в следующих работах:

«Дистанционные исследования основных характеристик облаков информатжи и экономики. Научные труды VIII Международной научнопрактической конференции (г. Сочи, 2005 г.). Кн. Приборостроение. М.

2005.;

2) Слепцов В.В., Величко А.Н., Новикова М.В., Панина Н.В.

«Исследование способа расширения измеряемого температурного диапазона в ИК-радиометрии»; Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики и экономики. Научные труды VIII Международной научно-практической конференции (г. Сочи, 2005 г.).

Кн. Приборостроение. М.2005.

3) Слепцов В.В., Величко А.П., Новикова М.В., Панина Н.В. «Обоснование и обработка фотографического метода определения высоты нижней границы облачности»; Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики и экономики. Научные труды VIII Международной научно-практической конференции (г. Сочи, 2005 г.).

Кн. Нриборостроение. М. 2005.

4) Горелик А.Г., Величко А.П., Панова Т.А., Шишков П.О. «Пути повышения надежности интерпретации метеорологической информации, полученной при помощи радиолокационных средств». Научные труды XXI Всероссийского симпозиума «Радиолокационное зондирование природных сред». С.Петербург, 2002 г.

радиометрическая установка для дистанционных исследований основных характеристик облаков различных типов». Журнал «Приборы» ^28 (74) 2006г.

6) Величко А.П. «Градуировка ИК-радиометра по эталонному излучателю»

Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики и экономики. Научные труды IX Международной научнопрактической конференции (г. Сочи, 2006 г.). Кн. Приборостроение. М.

2006.

7) Величко А.П. «Градуировка ИК-радиометра по контрольному приборостроения, информатики и экономики. Научные труды ЕХ Международной научно-практической конференции (г. Сочи, 2006 г.).

Кн. Приборостроение. М. 2006.

Глава 1. Теоретические основы дистанционных измереиий 1.1. Основные задачи, которые позволяют решить применение ИК-радиометрического метода зондирования окружающей среды Применение инфраьфасных систем (радиометров) совместно с техникой, работающей в соседних снектральных диапазонах (фоторегистрирующей анпаратуры видимого диапазона и СВЧ-установки для параллельного зондирования) дает возможность измерить и определить следующие радиационные характеристики атмосферы и подстилающих поверхностей:

1. Распределение по высоте в атмосфере температуры, влажности и плотности воздуха, скорости и направления ветра;

2. Пространственное распределение облачности, высота и температура нижней границы, водность, водозапас и некоторые другие характеристики облаков;

3. Температура, влажность воздуха и параметры ветра в приземном слое атмосферы, дальность видимости, характеристики осадков, температура и влажность поверхности почвы;

4. Лучистость атмосферы и облаков (в спектральных диапазонах, разрешаемых приборами аппаратурного комплекса) при различных углах зондироваьшя;

5. Яркость излучения Солнца на фоне атмосферы и облаков в разных спектральных диапазонах;

6. Спектральная излучательная способность различных естественных поверхностей, в том числе покрытых растительностью;

7. Зависимость лучистости атмосферы от влагосодержания, в том числе и угловые зависимости;

8. Оптические толщины атмосферы;

9. Коэффициенты черноты облаков различной формы;

10. Влияние подоблачного слоя атмосферы и подстилающей поверхности на излучение облаков;

11. Пропускание облаками излучения Солнца в «окне прозрачности»

атмосферы (8-14 мкм);

12. Оценка зависимости коэффициентов черноты облаков от их водности.

Кроме того, различные сочетания измерительных ИК-систем с другими промышленными или научно-исследовательскими комплексами и установками позволят решить множество задач в области бесконтактного измерения и контроля технических параметров изделий, технологических процессов и т.д.

1.2. Спектральные и интегральные характеристики Условия переноса ИК-излучения в атмосфере весьма изменчивы в пространстве и времени. Это обусловлено в первую очередь географическими условиями формирования влагосодержания в атмосфере, количеством и свойствами содержащихся в ней аэрозолей, определяющих наряду с астрономическими факторами изменчивость прихода лучистой энергии Солща.

Оптические свойства атмосферы характеризуются такими параметрами, как интегральная и спектральная прозрачность, оптическая плотность и толщина, фактор мутности.

Для оценки прозрачности атмосферы используется коэффициент прозрачности, определяемый по формуле Бугера (1.1):

где т - число оптических масс атмосферы.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 17 |
 


Похожие работы:

« Пастухов Юрий Викторович ИНФОРМАЦИОННО – ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ПРОМЫШЛЕННОЙ КОРРОЗИИ С ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НА ОСНОВЕ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (в машиностроении) Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук Научный руководитель – докт. техн. наук, профессор Муха Ю. П. Волгоград - 2014 2 Оглавление Введение.... 5 Глава 1. Современное состояние ...»

« Фесько Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНОЙ ФОРМЫ ОБЪЕКТОВ 05.11.07 – Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – кандидат технических наук, профессор Тымкул Василий Михайлович Новосибирск – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 1 Аналитический обзор научно-технической и патентной литературы по оптическим и оптико-электронным ...»

« ЛАРИН АЛЕКСЕЙ АНДРЕЕВИЧ СПОСОБЫ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ Специальность: 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель -кандидат технических наук, старший научный сотрудник Бакулин В.Н. Научный консультант - кандидат технических наук, доцент Резниченко В.И. Москва 2013 2 Содержание ...»








 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.