Устройство для дистанционного измерения толщины пленки нефти на поверхности водоемов
Изобретение относится к измерительной технике, к техническим средствам экспресс-контроля количества пролитой нефти, используемым с борта судна, на буйках и с эстакады, и является усовершенствованием известного устройства по авторскому свидетельству № 1010523. Цель дополнительного изобретения - повышение надежности и точности измерения толщины пленки нефти на поверхности водоемов, имеющих неоднородную концентрацию взвешенных веществ в поверхностном слое воды, за счет освещения водной поверхности полностью линейно поляризованным светом и измерения деполяриЗ ации рассеянного света. Устройство содержит источник 1 модулированного оптического излучения и фотоприемники 3 и 4, измеряющие отраженное и рассеянное от водной поверхности излучение, пбляризатор 2, установленный по ходу луча после источника 1 модулированного оптического излучения, анализатор 5, установленный перед фотоприемником 4 с возможностью поворота вокруг своей оси и фиксации в двух положениях, при одном из которых его плоскость пропускания параллельна плоскости пропускания поляризатора 2, а при. другом - перпендикулярна этой плоскости . 4 ил. Q S (Л 00 ел Ч)
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1010523 (21) 4112476/24 — 28. (22) 28.05.86 (46) 07.11.87. Бюл. ¹ 41 (.71) ЛГУ им. А.А.Жданова (72) Г.А.Лахтанов, А.П.Пиотровская и В.Е.Чуров (53) 531.715.27(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1010523, кл. G 01 N 21/55, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО
ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПЛЕНКИ НЕФТИ НА
ПОВЕРХНОСТИ ВОДОЕМОВ (57) Изобретение относится к измери— тельной технике, к техническим средствам экспресс-контроля количества пролитой нефти, используемым с борта судна, на буйках и с эстакады, и является усовершенствованием извест-. ного устройства по авторскому свидетельству - 1010523. Цель дополнительного изобретения — повышение надеж„„SU„„1350490 А 2 (51) 4 G 01 В 11/06 G 01 N 21/55 ности и точности измерения толщины пленки нефти на поверхности водоемов, имеющих неоднородную концентрацию взвешенных веществ в поверхностном слое воды, эа счет освещения водной повЕрхности полностью линейно поляризованным светом и измерения деполяризации рассеянного света. Устройство содержит источник 1 модулированного оптического излучения и фотоприемники 3 и 4, измеряющие отраженное и рассеянное от водной поверхности излучение, пбляризатор 2, установленный по ходу луна после источника 1 модулированного оптического излучения, анализатор 5, установленный перед фотоприемником 4 с возможностью поворота вокруг своей оси и фиксации в двух положениях, при одном из которых его плоскость пропускания параллельна плоскости пропускания поляризатора 2, а при другом — перпендикулярна этой плоскости. 4 ил.
1350490
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано как техническое средство экспресс-контроля количества пролитой нефти, использумое с борта судна, на буйках и с эстакады, и является усовершенствованием устройства по авт.св. 9 1010523.
Цель изобретения — повышение на- 10 дежности и точности измерения толщины пленки нефти на поверхности водоемов, имеющих неоднородную концентрацию взвешенных веществ н понерхностном слое воды, за счет оснещения 15 водной поверхности полностью линейно поляризованным светом и измерения деполяризации рассеянного света.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для дистанцион- Zp ного измерения толщины пленки нефти на поверхности водоемон, на фиг.2-4— калибровочные зависимости.
Устройство содержит широкополосный источник 1 модулированного оптического излучения, оптическая ось которого образует малый угол (О (с ( 5 ) с нормалью к водной поверхности, поляризатор 2, плоскость пропускания которого параллельна плос- 30 кости, включающей оптическую ось источника 1 модулированного оптического излучения в точке, лежащей на понерхности воды, первый фотоприемник
3, второй фотоприемник 4, оптическая ось которого образует угол p=- 40— о
50 с оптической осью источника 1 модулированного оптического излучения, а точка пересечения этих осей заглублена в воду на 0,5-2 высоты .4р нетроных волн, анализатор 5, оптическая ось которого совпадает с оптической осью второго фотоприемника 4 и который выполнен подвижным с возможностью поворота вокруг своей оптичес- 45 кой оси и фиксации н двух положениях, когда его плоскость пропускания параллельна и перпендикулярна плоскости пропускания поляризатора 2, электронный регистрирующий блок 6 и вынос- 5
0 ную стрелу 7, которая расположена н носовой части судна над ненозмущенной судном водной поверхностью.
Устройство работает следующим образом. 55
Свет от источника 1 модулированного оптического излучения через поляризатор 2 направляют на чистую водную поверхность. С помощью первого фотоD == — - D н у е. н е ун« Уе«
При В q = D е (т.е. при равенстне концентраций взвешенных веществ н поверхностном слое ноды на участках водоема с чистой и контролируемой водной поверхностью) на поверхности водоема находится "толстая" пленка нефти толщиной более 10 мкм. В этом случае о толщине пленки можно судить, используя калибровочную зависимость 2 уs где у
Уе«+ Уе, 1 уе« ув толщина пленки нефти.
При D < 8 Ве (т.е. при различной концентрации взвешенных вещестн) н первом приближении предполагают, что на поверхности водоема находится пленка толщиной более 10 мкм. В этом случае по величине D„ oïðåäåëÿþò концентрацию взвешенных веществ на контролируемом участке у„, используя калибровочную занисимость
Е(В). По величине находят интенсивность рассеянного излучения
Уе«+ Уе у )
Ь приемника 3 измеряют отраженный сигнал х, а с помощью второго фотопри. емника 4 — рассеянные сигналы у е« у при положениях плоскости про81. пускания анализатора 5, параллельных и перпендикулярных плоскости пропускания поляризатора 2, и запоминают их н электронном регистрирующем блоке
6. Затем посылают луч на контролируемую водную поверхность. С помощью первого и второго фотоприемникон 3 н 4 измеряют соответственно сигналы х„, у„ и у „ . Сравнивают сигналы
Если хя х, а у„= уе«или у „ = уе, это означает, что на водной поверхности обнаружена "тонкая" пленка толщиной менее 10 мкм. По величине отношения х„/хе судят о толщине пленки, например, используя для интерпретации данных калибровочную 1 зависимость h = f(x„/õ е), где h — толщина пленки нефти. Если хн ) хе, у„« уе«или у „ у, то дополнительно определяют деполяризационные отношения 1350490 15 1, НЮГ ЖЮ 20 08 0,8 1б У /Уд которая должна соответствовать р при чистой водной поверхности, ис-. пользуя калибровочную зависимость у = f(y). 0 толщине пленки судят по калибровочной зависимости для h Если при этом окажется, что толщина пленки должна быть менее 10 мкм, .то толщину пленки следует определять по калибровочной зависимости для h используя отношения сигналов первого приемника 3. При х „ (х нефтяная пленка во всех случаях отсутствует. Калибровочные зависимости строят, сравнивая показания фотоприемников 3 и 4 с концентрацией взвешенных веществ и толщиной пленки, измеренными каким-либо контактным методом. Формула изобретения Устройство для дистанционного измерения толщины пленки нефти на понерхности водоемов по авт. св. ¹ 1010523, отличающее с я тем, что, с целью повышения надежности и точности измерения толщины пленки нефти на поверхности водоемов, имеющих неоднородную концентрацию взвешенных веществ в поверхностном слое воды, оно снабжено поляризатором, установленным по ходу излучения после источника модулированного оптического излучения так, что его плоскость пропускания параллельна плоскости, проходящей через оптическую ось источника модулированного оптическ4го излучения, анализатором, установленным по ходу излучения перед вторым фотоприемником с возможностью поворота вокруг своей оси и фиксации в двух положениях, при одном из которых его плоскость пропускания параллельна плоскости пропускания поляризатора, а при другом — перпендикулярна этой плоскости. 1350490 fg gg Я 40 Ю ЮО Я z/л gkuz. У У юлю.еЮ Л7 ГО Л7 40 Я ж/ Р02. 4 Составитель Л.Лобзова Техред Л.Олийнык Корректор M.Äåì÷èê Редактор Н.Гунько Заказ 5249/40 Тираж 677 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5 Производственно-.полиграфическое. предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4
