DE1204848B

DE1204848B - Device for the automatic determination of the visibility according to the lamp counting method

Info

Publication number: DE1204848B
Application number: DEF34050A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1961-05-30
Filing date: 1961-05-30
Publication date: 1965-11-11

Description

Vorrichtung zur automatischen Bestimmung der Sichtweite nach dem Lampenzählverfahren Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Bestimmung der Sichtweite nach dem Lampenzählverfahren, bei dem Impulslampen vorgegebener Intensität in vorgegebenen Abständen entlang der Meßstrecke angeordnet sind und die Sichtweite aus der Anzahl der noch sichtbaren Lampen bestimmt ist.Device for the automatic determination of the visibility according to the lamp counting method The invention relates to a device for automatically determining the visual range according to the lamp counting method, in which pulse lamps of a given intensity in given Distances are arranged along the measuring section and the visual range from the number the still visible lamps is determined.

Anwendung findet dieses Lampenzählverfahren insbesondere auf Flugplätzen, wo die Sichtweite im einfachsten Falle visuell dadurch bestimmt werden kann, daß die dem Auge sichtbaren Landebahnleuchten abgezählt werden. Da diese in konstanten Abständen entlang der Rollbahn aufgestellt sind, ist die Sichtweite in etwa leicht zu errechnen. Dieses primitive Verfahren wurde zur automatischen Auswertung weiter ausgebildet. Prinzipiell ist hierzu nur erforderlich, sowohl den Empfänger als auch die Lichtquelle zu kalibrieren, d. h. die Lichtquelle mit konstanten Parametern zu betreiben und die Empfänger auf eine kritische Ansprechschwelle zu justieren. Dann lassen sich mit dieser Anordnung bei Ausblendung von Streulicht und Ausrichtung der Empfänger nur auf die Sender Sichtweitenbestimmungen durchführen, indem die Ansprechschwelle des Empfängers etwa so gelegt wird, wie das menschliche Auge eine Gleichlichtquelle am gleichen Ort zu beobachten in der Lage wäre. Empfänger und Lichtquelle müssen also so dimensioniert sein, daß sie die gleiche Nachweis-Empfindlichkeit liefern wie die Kombination Auge-Gleichlichtleuchte. This lamp counting method is used in particular on airfields, where the visual range can be determined visually in the simplest case, that the runway lights visible to the eye are counted. Since this is in constant Distances along the runway, the visibility is approximately easy to calculate. This primitive procedure was continued for automatic evaluation educated. In principle, this only requires both the recipient and the recipient calibrate the light source, d. H. the light source with constant parameters to operate and to adjust the receivers to a critical response threshold. This arrangement can then be used to suppress stray light and alignment the receiver can only carry out visibility determinations on the transmitter by using the The response threshold of the receiver is roughly set like the human eye Would be able to observe constant light source at the same place. Recipient and Light sources must therefore be dimensioned so that they have the same detection sensitivity deliver like the combination eye-constant light lamp.

Es sind verschiedene Abwandlungen dieses Verfahrens und der zugehörigen Vorrichtungen be kanntgeworden, die jedoch alle folgende Mängel aufweisen: Entweder mußte der Empfänger als Ganzes bewegt werden und mit einer unglaublich präzisen Winkelmeßmethode der Reihe nach alle sichtbaren Lampen abtasten, wobei das zweckmäßig modulierte Licht der Lampen durch empfindliche Photomultiplyer empfangen wurde. Diese Anordnung neigt zu Störungen, da der empfindliche Schwenkmechanismus sehr dem Klima ausgesetzt ist und sich bei starker Sonneneinstrahlung oder bei Vereisung usw. leicht verzieht oder festfriert, so daß die Genauigkeit der Messung darunter leidet. Ein anderes Verfahren besteht darin, daß eine Reihe von Gasentladungslampen durch ein Vielfachkabel der Reihe nach gezündet wird und mit einem stillstehenden Empfänger beobachtet wird, die wievielte Lampe noch gerade ein aufnehmbares Signal liefert. Diese Anordnung ist im Prinzip brauchbar, hat jedoch den Nachteil, daß ein außerordentlich kostspieliges Vieladerkabel für die erforderlichen Installationsarbeiten zu verlegen ist. There are various modifications of this procedure and its associated Devices have become known, but they all have the following shortcomings: Either the receiver had to be moved as a whole and with an incredibly precise Angle measurement method scan all visible lamps one after the other, which is useful modulated light from the lamps was received by sensitive photomultiplyers. This arrangement is prone to interference, because the sensitive pivoting mechanism is very is exposed to the climate and is exposed to strong sunlight or icing etc. easily warps or freezes, so that the accuracy of the measurement below it suffers. Another method is to use a series of gas discharge lamps is ignited in sequence by a multiple cable and with a stationary one Receiver is observed, which lamp is still a recordable signal supplies. This arrangement is useful in principle, but has the disadvantage that an extremely expensive multi-core cable for the necessary installation work is to be relocated.

Zweck der Erfindung ist eine Vorrichtung zur automatischen Bestimmung der Sichtweite nach dem Lampenzählverfahren, bei der, abgesehen von der einmalig erfolgenden Grundeinstellung, keine weiteren Justierungen erforderlich, also insbesondere schwierige Winkeljustierungen vermieden sind, die sämtlichen vorkommenden Sichtverhältnissen leicht angepaßt werden kann und damit bei einfachstem Aufbau und nahezu wartungsfrei stets Sichtweitenbestimmungen in völlig ausreichender Genauigkeit liefert und zudem zuverlässig im Betrieb ist. The purpose of the invention is a device for automatic determination the visibility according to the lamp counting method, at which, apart from the one-time taking place basic setting, no further adjustments required, so in particular difficult angle adjustments are avoided, the all occurring visibility can be easily adapted and thus with the simplest structure and almost maintenance-free always provides visibility determinations with sufficient accuracy and moreover is reliable in operation.

Die Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in der Bildebene einer feststehenden Abbildungsoptik eine Blendenplatte mit den Lampen zugeordneten Aperturen angebracht und hinter der Blendenplatte ein an sich bekannter, aus mindestens einem lichtelektrischen Wandler, einem Breitbandverstärker und einer Anzeigevorrichtung bestehender lichtelektrischer Empfänger angeordnet ist. Diese Blendenplatten sind auswechselbar und für Tag-, Dämmerungs- und Nachtsehen mit verschieden großen Transparenzlöchern ausgeführt, so daß die bei Tageslicht verringerte Lampensicht durch eine zusätzlich wirksame Abbildung eines entsprechenden Lampen-Umfeldes und damit verbunden erhöhten Tageslichtrauschpegel im Empfänger nachgebildet ist. Hergestellt werden diese Blendenplatten z. B. derart, daß nach Aufstellung und Justierung die Blitzlampen bei klarer Sicht und Dunkelheit am Empfangsort photographiert werden und die Kontaktkopie als Blendenplatte verwendet wird. Zur Kompensation des abstandsbedingten Intensitätsabfalles der Impulssignale ist mit dem Blendensystem eine Stufenblende oder ein Graukeil kombiniert, dessen Transparenz dem Quadrat des Abstandes der zugeordneten Lampen entspricht. Der Empfangsvorrichtung ist ein Druckwerk zugeordnet, das die Gesamtzahl der hintereinander empfangenen Lampensignale sichtweitengerecht druckt. Zweckmäßig werden als Impulslichtquellen solche verwendet, wie sie durch das Patent 1019 940 bekannt sind. According to the invention, the device is characterized in that in the image plane of a fixed imaging optics a diaphragm plate with the lamps associated apertures attached and behind the diaphragm plate a known, of at least one photoelectric converter, one broadband amplifier and one Display device of existing photoelectric receiver is arranged. These Aperture plates are interchangeable and different for day, twilight and night vision executed large transparency holes, so that the lamp visibility is reduced in daylight through an additional effective mapping of a corresponding lamp environment and associated increased daylight noise level is simulated in the receiver. Manufactured these aperture plates z. B. such that after installation and adjustment the Flash lamps can be photographed at the receiving location when the view is clear and in the dark and the contact copy is used as an aperture plate. To compensate for the distance-related The decrease in intensity of the pulse signals is a stepped diaphragm with the diaphragm system or a gray wedge combined, the transparency of which corresponds to the square of the distance between the assigned Lamps. The receiving device is assigned a printing unit that the Total number of consecutive lamp signals received fair sight prints. Appropriately, such as pulsed light sources used by patent 1,019,940 are known.

In der Zeichnung ist das Wesentliche eines Ausfti!0run6sbeispiels der Erfindung für die Anwendung der cwa(etibestimmunß bei bei S pl2en schem tisch dargestellt. Hierbei zeigt F i g. 1 die Gesamtanordnung, F i g. 2 eine Blendenplatte und F i g. 3 die Transparenzkurve des der Blendenplatte zugeordneten Graukeiles. The drawing shows the gist of an example of the invention for the application of the cwa (etibestimmunß with at S pl2en schemat shown. Here, FIG. 1 the overall arrangement, F i g. 2 an aperture plate and F i g. 3 the transparency curve of the gray wedge assigned to the diaphragm plate.

Entlang der Rollbahn 1 sind die Landeleuchten 2, 3 ...ei... in konstanten Abständen von z. B. 50 m angeordnet. Mit diesen Landeleuchten sind Impulslampen baulich vereinigt, die z. B. nach dem Unterbrecherprinzip arbeiten und vorzugsweise gemäß Patent 1019 940 ausgebildet sind. Diese Impulslampen werden nur der Reihe nach gezündet, z. B. jede Sekunde eine Lampe. Bei 2000 m Rollbahnlänge und 40 Lampen in 50 m Abstand werden somit innerhalb von 40 Sek. der Reihe nach alle Lampen einmal gezündet. Allen diesen Lampen ist ein einziger Empfänger zugeordnet, der zweckmäßig seitlich vor der Rollbahn 1 aufgestellt ist, und im Wesentlichen aus dem Abbildungsobjektiv 12, der Photozelle 15 mit nachfolgendem Verstärker 16 und Registriergerät 17 mit Papierstreifen 18 besteht. Durch das Objektiv 12 werden die Impulsleuchten 2... 11 auf eine Blendenplatte 13 abgebildet. Genau an den Stellen der Lampenbilder .... . 11a ist die Blendenplatte durchbrochen, so daß auf die Photozelle nur das Licht der Impulsleuchte 2... 11 fällt und keinerlei Streulicht. Sind z. B. die Impulsleuchten 2... 8 sichtbar, so erhält der Empfänger, da alle Leuchten nacheinander zünden, gerade 7 Lichtimpulse, die von der Photozelle 15 in elektrische Impulse umgewandelt und nach Verstärkung vom Zählwerk 17 ausgewertet werden Bei fortlaufender Numerierung der Lampen würde auf den Papierstreifen die Zahl 7 aufgedruckt werden, oder auch - entsprechend dem im Beispiel angenommenen Abstand der Blitzleuchten von 50 m - direkt die Sichtweite »350 m«. The landing lights 2, 3 ... ei ... are constant along the taxiway 1 Distances of z. B. 50 m arranged. With these landing lights are pulse lights structurally united, the z. B. work on the interrupter principle and preferably according to patent 1019,940. These pulse lamps are only in turn after ignited, e.g. B. a lamp every second. With a runway length of 2000 m and 40 lamps at a distance of 50 m, all lamps are turned off one after the other within 40 seconds ignited. A single receiver is assigned to all of these lamps and is expedient is set up laterally in front of the runway 1, and essentially from the imaging lens 12, the photocell 15 with subsequent amplifier 16 and recording device 17 with Paper strip 18 consists. The impulse lights 2 ... 11 shown on a diaphragm plate 13. Exactly at the places of the lamp pictures ... . 11a the diaphragm plate is perforated so that only the light hits the photocell the pulse light 2 ... 11 falls and no stray light whatsoever. Are z. B. the pulse lights 2 ... 8 visible, the receiver receives, since all lights ignite one after the other, just 7 light pulses, which are converted into electrical pulses by the photocell 15 and after amplification are evaluated by the counter 17 With consecutive numbering of the lamps, the number 7 would be printed on the strip of paper, or else - corresponding to the distance of the flashing lights of 50 m assumed in the example - directly the visibility »350 m«.

Nun ist aber die Sichtweite für Lampen bei Tag und Nacht sehr verschieden. Diese Verschiedenheit kann durch ein getrenntes Kalibrieren des Verstärkers eliminiert werden. Nach der Erfindung ist es aber von Vorteil, um unabhängig von Tag und Nacht die jeweils dem Auge entsprechende Sichtweite zu erhalten, den Rauschpegel im Verstärker entsprechend der Umgebungshelligkeit anzuheben oder abzusenken. Dies geschieht derart, daß neben der Abbildung der eigentlichen Lichtquelle, die am Empfangsort nahezu ein Punkt ist, gleichzeitig eine Hintergrundfläche mit abgebildet wird, und das Licht dieser vom Tageslicht beleuchteten Hintergrundfläche ebenfalls dem Verstärker zugeführt wird. Die Blendenplatte 13 erhält zu diesem Zweck die in F i g. 2 dargestellte Form. In einen Blechstreifen sind an den Stellen der Lampenbilder 2b, 3 b ... 9b Löcher 2c, 3C...9C gebohrt, und zwar mit einem Durchmesser, der größer ist als die Lampenbilder 2 b, 3b... und der zur Berücksichtigung der Umfeldshelligkeit dient. Ein weiterhin zu berücksichtigender Faktor ist das quadratische Abstandsgesetz, demzufolge von weiter entfernten Lampen weniger Licht am Empfangsort ankommt, als bei nahestehenden. But now the visibility for lamps is very different during day and night. This difference can be eliminated by calibrating the amplifier separately will. According to the invention, however, it is advantageous to be independent of day and night To get the visual range that corresponds to the eye, the noise level in the amplifier increase or decrease according to the ambient brightness. This is done in such a way that in addition to the image of the actual light source, which is almost at the point of reception is a point, at the same time a background area is mapped, and that Light from this background area, which is illuminated by daylight, is also sent to the amplifier is fed. For this purpose, the diaphragm plate 13 has the characteristics shown in FIG. 2 shown Shape. In a sheet metal strip are at the points of the lamp images 2b, 3b ... 9b Holes 2c, 3C ... 9C are drilled with a diameter larger than that Lamp images 2b, 3b ... and which is used to take into account the brightness of the surroundings. Another factor to be taken into account is the quadratic law of distance, as a result, less light arrives at the receiving location from lamps that are further away than with related parties.

Dieses wird dadurch kompensiert, daß die Löcher für weiter entfernte Blitzleuchten je nach vorliegen- den Verhältnissen größer oder kleiner ausgebildet werden, so daß deren Licht einer kleineren Störung unterliegt. Es können aber auch die Löcher mit jeweils winkelkonstantem Umfeld ausgebildet sein und das quadratische Abstandsgesetz dadurch berücksíchtigt werden, daß zwischen der Glendenplatte Ii und der Photozelle ein Graukeil 14 geschoben wird, der für die weiter entfernten Impulslampen eine vollkommene Durchlässigkeit besitzt, für die benachbarten Impulslampen dagegen zur Vermeidung von Übersteuerungen eine dem quadratischen Abstandsgesetz entsprechende Absorption aufweist. Eine solche Durchlässigkeitskurve ist in F i g. 3 dargestellt.This is compensated by the fact that the holes for more distant Flashing lights depending on the the proportions formed larger or smaller so that their light is subject to a smaller disturbance. But it can also the holes are each formed with an angular constant environment and the square Distance law can be taken into account by the fact that between the Glendenplatte Ii and the photocell a gray wedge 14 is pushed, which is for the more distant Pulse lamps have perfect transparency for the neighboring pulse lamps on the other hand, to avoid overmodulation, one of the square law of distance has corresponding absorption. Such a permeability curve is shown in F i G. 3 shown.

Solche Blendenplatten werden am einfachsten so hergestellt, daß man bei Dunkelheit die Vielzahl sämtlicher Impulslampen mit dem optischen System des Empfängers photographiert, von der entwickelten Platte einen Abzug herstellt und die Bohrungen in der Blendenplatte entsprechend den auf diesem Abzug gefundenen punktförmigen Orten vornimmt, die sich dann beim Einschieben in das optische System absolut genau mit dem Aufstellungsort der Lampen decken und das Streulicht völlig ausschalten. Such diaphragm plates are most easily made so that one in the dark the multitude of all pulse lamps with the optical system of the Takes photos of the recipient, makes a print from the developed plate and the holes in the aperture plate correspond to those found on this trigger makes punctiform locations, which are then when pushed into the optical system Cover absolutely exactly with the place of installation of the lamps and completely remove the scattered light switch off.

Zur Angleichung zwischen Tag- und Nachtsehen können nun diese Bohrlöcher beliebig erweitert werden.These drill holes can now be used to align day and night vision can be expanded as required.

Ohne den Gedanken der Erfindung zu verlassen, kann man, falls z. B. preisgünstige gedruckte Schaltungen für die Empfänger verwendet werden, auch für jede einzelne Lampe einen getrennten Empfänger anordnen, mit einem getrennten, dementsprechend billigeren Linsensystem und die Vielzahl dieser Empfänger an ihren Ausgängen parallel schalten oder einzeln auswerten, so daß der Empfänger, der noch die letztmögliche Lampe wahrnimmt, der gemessenen Sichtweite entspricht. Without leaving the idea of the invention, you can, if z. B. Inexpensive printed circuits can be used for the receiver, too arrange a separate receiver for each individual lamp, with a separate, accordingly cheaper lens system and the large number of these receivers at their Connect outputs in parallel or evaluate them individually, so that the receiver who is still perceives the last possible lamp, corresponds to the measured visibility.

Eine weitere Vereinfachung in der Anwendung der Erfindung ergibt sich darin, daß an Stelle der besonders ausgebildeten Impulsleuchten solche benutzt werden können, die heute vielerorts als Landebahn-Blitzbefeuerung zur Erhöhung der visuellen Auffälligkeit eingesetzt sind. Die Gasentladungen, die in diesen lichtstarken Blitzlampen stattfinden, haben einen aperiodischen Charakter und sind Niederdruck-Funkenentladungen. Diese Blitzlampen befinden sich in der Flugschneise eines Flugplatzes und blitzen gleichfalls in einer Vielzahl von z. B. 20 Lampen der Reihe nach. An einem entsprechend gewählten Empfangsort kann nun das Aufblitzen dieser Lampen beobachtet und registiert werden, und damit unmittelbar und automatisch eine Sichtweitenangabe für die Einflugschneise erhalten werden. A further simplification in the application of the invention results The fact that instead of the specially trained pulse lights they are used can be used today in many places as runway lightning to increase the visual conspicuity are used. The gas discharges in these bright Flash lamps take place, have an aperiodic character and are low-pressure spark discharges. These flash lamps are located in the flight path of an airfield and flash also in a variety of z. B. 20 lamps in sequence. At one accordingly The selected receiving location can now observe and register the flashing of these lamps and thus immediately and automatically an indication of the range of vision for the approach lane can be obtained.

Claims

Claims: 1. Device for the automatic determination of the Visibility according to the lamp counting method, with pulsed lamps of a given intensity are arranged at predetermined intervals along the measuring section and the range of vision is determined from the number of lamps still visible, characterized in that that in the image plane of a fixed imaging optics (12) a diaphragm plate (13) attached to the lamps (2, 3 ... eleven) associated apertures (2a, 3 a .11 a) and behind the diaphragm plate (13) a known per se, consisting of at least one photoelectric Converter (15), a broadband amplifier (16) and a display device (17) existing photoelectric receiver is arranged.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the diaphragm plate (13) is arranged interchangeably and the individual diaphragm plates (13) for day, Twilight and night vision with correspondingly different sized apertures (2c, 3 ... .11.) Are carried out.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that that the diaphragm plate (13) combined with a stepped diaphragm or a gray wedge (14) whose transparency corresponds to the square of the distance of the associated lamp.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that that the display device device is designed as a printing unit (17), which is the total number that prints the lamp signals received one after the other, within sight.

5. Process for the production of diaphragm plates according to the claims 1 to 3, characterized in that after installation and adjustment in place of the Aperture plate a photographic layer and the lamps (2, 3.. .11) in the dark and with a clear view through the imaging optics of the device and a contact copy thereof represents the aperture plate.

Publications considered: Zeitschrift für Meteorologie, Volume 12, Issue 4 to 6, 1958, pp. 154 to 157.