Способ измерения профиля морских волн

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОФИЛЯ МОРСКИХ ВОЛН, заключающийся в том, что направляют на поверхность волны световой луч и определяют профиль волны , отличающийся тем, что с целью повьшения точности измерения, проектируют в плоскость изображения пятно рассеяния светового луча на поверхности волны, определяют перемещение резкого края изображения этого пятна, по которому судят о профиле волны. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. SU„„1120162 А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2..в

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3630866/25-28 (22) 29.07.83 (46) 23.10.84. Бюл. и 39 (72) М.M. Моисеев и В.В. Пилтакян (53) 531.715.2(088.8) (56) 1. Маклаков А.Ф., Снежинский В.А. и Чернов Б.С. Океанографические приборы. Л., Гидрометеоиздат, 1975, с. 171-182.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 504078, кл. G 01 В 11/00, 1974 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОФИЛЯ

МОРСКИХ ВОЛН, заключающийся в том, что направляют на поверхность волны световой луч и определяют профиль волны, отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения, проектируют в плоскость изображения пятно рассеяния светового луча на поверхности волны, определяют перемещение резкого края изображения этого пятна, по которому судят о профиле волны.

ВНИИПИ Заказ 7726/28 Тираж 586 Подписное

Филиал ППП "Патеат", r.Óàãîðîä, ул.Проектная, 4

1 11201

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано

I в морской гидрометрии при создании устройств, предназначенных для измерения параметрбв поверхностных волн, в том числе корабельных,волнографов, Известен способ измерения одномерного профиля морских волн, основанный на регистрации изменения электрического сигнала (сопротивления, емкос-1 ти и др.) при контакте датчика с водной поверхностью I1 ).

Этот способ характеризуется низкой точностью и надежностью измерений, так как при механическом контакте на- 1 рушается структура волн.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ измерения профиля морских волн, заключающийся в том, что направляют на поверхность волны световой луч: и определяют профиль волны.

В известном способе регистрируют путем фотографирования длину части луча, находящуюся в воде, и по ней судят. о профиле волны f23.

Недостатком известного. способа является низкая точность измерения из-sa неоднозначной интерпретации регистрируемых данных (в частности. наличие мелкоструктурной составляющей волны может приводить к искажению измеряемой длины луча), а также из-за зависимости от состояния водной поверхности.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что согласИв способу измерения профиля морских волн, заключающемуся в том, что. направляют на поверхность волны 40 световой луч и определяют профиль волны, проектируют в плоскость изображения пятно рассеяния светового луча на поверхности волны, определяют перемещение резкого края изображения этого пятна, по которому судят о профиле волны.

На чертеже представлена схема, реализующая способ измерения профиля морских волн.

На схеме указаны источник 1 светового излучения, поверхность 2 морской

62 2 волны, пятно 3 рассеяния на поверхности воды при разных положениях волны, проектирующая оптическая система 4, изображение 5 пятен рассеяния с резкими 6 и размытыми 7 краями в плоскости 8 анализа при разных положениях волны °

Описываемый способ осуществляется следующим образом.

Источник 1 светового излучения, например лазер, располагают над поверхностью 2 морской волны, на кото-, рую посылают световой луч. После прохождения светового луча через границу воздух-морская среда в точке поверхности 2 волны его подводная часть рассеивается на оптических неоднородностях воды, вследствие чего луч света становится видимым. При этом яркость рассеянного излучения ослабевает по экспоненциальному закону. Этим частично объясняется то, что в изотропной среде наиболее яркий участок рассеяния наблюдается на поверхности воды. В реальных условиях кроме рассеянной составляющей светящееся пятно формируется излучением,. отраженным от поверности цоды. С номощью,проектирующей оптической системы 4 пятно 3 рассеяния проектируют на плоскость 8 анализа и,по смещению резкого края 6 иэображения 5 пятна судят об изменении профиля морских волн. В качестве анализатора положения резкого края 6 изображения

5 пятна может служить, например, опти-.. ко-электронный прибор с растром, обеспечивающий фазовую модуляцию.

Описываемый способ за счет слежения эа динамикой только резкого края пятка рассеяния, а не за всей частью луча, видимого в воде, повьппает точность измерений текущей высоты волны, так как она не зависит от структуры волнения и прозрачности морской воды и определяется только условиями рассеяния света и отражения от границы раздела двух сред. Быстродействие способа ограничивается временем срабатывания анализатора и может, например, составлять десятки измерений в секунду для оптико-электронных приборов с растром, обеспечивающих фазовую модуляцию.