Источники и приемники излучения - Ишанин Г.Г.
ISBN 5-7325-0164-9
Скачать (прямая ссылка):
Р = ^ I
гъ 100 ‘в.
где /„ — упругость насыщенных паров воды, зависящая от темпе, ратуры, мм рт. ст. Эта зависимость приведена ниже:
<0> °С ........... 10 15 20 25 30 35 40 45 50
1В, МПа........... 1,227 1,704 2,337 3,167 4,243 5,624 7,377 9,585 12,34
Одна и та же полоса поглощения в зависимости от условий на трассе может быть и «сильной», и «слабой». Поэтому для оценки применимости формул (2.13) и (2.14) или (2.15) и (2.16) вводится критерий
b&vt <&Avmax, (2.17)
где Ьдутаах дается в таблицах.
Если это условие выполняется, то используют первую группу формул.
Среднее значение пропускания конкретной полосы поглощения вычисляют по формуле
TAVj = 1 a\\i “I ^Avi/('VH I VK{).
Достаточно часто полосы поглощения перекрываются. В частности, полоса поглощения воды может перекрываться частично полосой поглощения углекислого газа (рис. 2.16). Естественно, что суммарное поглощение в этой зоне будет больше, чем в каждой из полос, но не равно их сумме. Действие более слабой полосы будет ослабляться более сильной. Чтобы учитывать это явление, используют специальный коэффициент влияния е,, который зависит от b&Vi более сильной полосы (рис. 2.17). Пропускание в полосе перекрытия определяют из соотношения
X = (l ~ ) (l “ «1
Если e сильной полосы больше 500, то влиянием слабой в полосе перекрытия можно пренебречь. При определении применимости расчетных соотношений (2.17) может возникнуть ситуация, когда для конкретной полосы необходимо вести расчет как для сильной, а характеризующих ее коэффициентов в соответствующей
60
Рис. 2.16. Поглощение атмосферы в полосе перекрытия
блице нет. В этом случае вбирают коэффициенты бли-айшей сильной полосы.
При использовании этого етода для расчета энергети-:ких соотношений оптико-“ектронного прибора в отли-от предыдущего кроме ределения водности трассы мм НаО) необходимо опре-елить концентрацию COs 7, атм. см) по методике, рассмотренной в§ 2.2. Затем весь абочий спектральный интер-ал, используя таблицы .6—2.9, необходимо разбить на участки в соответствии с ха-актерными признаками: полоса поглощения Н20, полоса погло-ения С02, полоса перекрытия, окно пропускания.
Затем рассчитывают пропускание для слабых полос и оцени-ют применимость приближения. Рассчитывают пропускание я сильных полос и полос перекрытия. С использованием мето-ки § 2.2 учитывают ослабление рассеиванием в окнах пропу-ания.
.Рассмотренные методы расчета пропускания атмосферы, в осо-нности метод Товара—Берга—Вильямса, дают неплохое в сред-соответствие между ожидаемым и реальным пропусканием, днако они основаны на учете основных механизмов поглощения лучения с использованием осреднения по пропусканию в конеч-х спектральных интервалах.
В ряде случаев, когда источники излучения имеют сложный ектральный состав или проявляются дополнительные меха-змы поглощения, расчеты, основанные на них, дают большую ибку.
В таких случаях целесообразно использовать метод расчета, нованный на экспериментальных результатах. Этот метод, получивший название метода стандартной атмосферы, базируется на наличии большого числа экспериментально измеренных характеристик спектрального пропускания трасс различной дальности при различных условиях (рис. 2.18—2.20).
Чтобы перейти от стандартной (нормализованной) обстановки к ожидаемым условиям работы прибора, используют коэффициенты приведения по давлению или высоте, рассмотренные в § 2.2. Пропускание на реальной дальности полу-
100 200 зоо mfooifci
С. 2.17. Графический рас-коэффициента влияния полосы поглощения
61
Таблица 2&
Характеристические коэффициенты для расчета поглощения «слабой» полосы воды
Середина полосы, мкм • Границы полос Avt, см”‘ Cl ^ А V ГО8Х
V. см-1 X, мкм
0,94 11 500—10 200 0,87—0,98 1300 38 0,27 200
1,1 9 300—8 300 1,075—1,24 1000 31 0,26 200
1,38 8 000—6 500 1,25—1,54 1500 163 0,3 350
1,87 5 900—4 800 1,70—2,08 1100 152 0,3 275
2,7 4 400—3 340 2,30—3,00 1060 316 0,32 200
3.2 3 340—2 800 3,00—3,575 540 40,2 0,3 500
6,3 2 050—1 150 4,90—8,7 900 356 0,3 160
Таблица 2.7
Характеристические коэффициенты для расчета поглощения воды в «сильной» полосе
Середина полосы, мкм Границы полос Av. см-1 с D и
V, см-1 мкм
1,38 8000—8500 1,25—1,54 1500 202 460 198
1,87 5900—4800 1,70—2,08 1100 127 232 144
2,8 4400—3340 2,30—3.00 1060 334 246 150
6,3 2050—1150 4,90—8,7 900 302 218 157
Таблица 2.8
Характеристические коэффициенты для расчета поглощения С02 в «слабой» полосе
Середина полосы, мкм Границы V, см-1 юлосы мкм AVj, см-1 01 и, vmax
1,4 7250—6650 1,38—1,5 600 0,058 0,41 80
1,6 6550—6000 1,52—1,67 550 0,063 0,38 80
2,0 5200—4750 1,92—2,1 450 0,492 0,39 80
2,7 3800—3480 2,64—2,87 320 3,15 0,43 50
4,3 2500—2160 4,0—4,63 340 — — 50
4,8 2160—1980 4,63—5,05 180 0,12 0,37 60
5.2 1980—1870 5,05—5,35 110 0,024 0,4 30
15,0 800—570 18,2—12,5 250 3,16 0,44 50
62
Таблица 2.9
Характеристические коэффициенты для расчетов поглощения С02 в «сильной» полосе
Середина полосы, мкм Границы V, см-1 полос %, мкм Av, см-1 с D Я»
2,0 5200—4750 1,92—2,1 450 —536 138 114
