Способ определения относитель-ной прозрачности воды

 

тт.ы + отФ:й т

О П И С АН И "Е(п18!Ш4

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Й

®

l (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.01.79 (21) 2717318/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) M Кл з

6 01N 21/25

Государственный комитет (53) УДК 535.345.1 (088.8) по делам лзобретеиий и открытий (72) Автор изобретения

В. П. Коровин

Ленинградский гидрометеорологический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОИ

ПРОЗРАЧНОСТИ ВОДЫ где 6

Ва относительная прозрачность воды; значение максимума спектральной яркости, вт/см

° ср нм; длина волны, соответствующая данному максимуму спектральной яркости, нм.

30

Изобретение относится к области исследования гидрофизических характеристик водной среды дистанционными методами в оптическом диапазоне длин волн и может быть использовано при определении относительной прозрачности воды в лабораторных условиях, с судов и с различных летательных аппаратов.

Известен способ определения величины относительной прозрачности, основанный на измерении пропадания видимости белого диска B 30 см, который широко применяется в океанологической практике (1).

Недостатком данного способа является то, что он требует непосредственного контакта со средой и точность способа зависит в основном от индивидуальных зрительных способностей наблюдателя.

Наиболее близким техническим решением является способ определения относительной прозрачности воды путем измерения физических параметров водной среды. Применяемое для этого устройство содержит совмещенные источник и приемник излучения, а также систему отражателей, удаленных на различные расстояния от источника и приемника излучения, причем все отражатели расположены внутри пучка света источника излучения в поле зрения приемника излучения, в котором приближенно реализуется возможность дистанционного определения прозрачности (2).

Недостатками способа является сложность измерений и то, что его практически

5 невозможно применять в морских экспедициях из-за необходимости использовать специальный источник и целую систему отражателей.

Целью изобретения является расширение

10 функциональных возможностей и упрощение способа.

Указанная цель достигается тем, что измеряют спектральную яркость поля, уходящего от водной поверхности излучения в

15 видимой области спектра, в диапазоне длин волн от 420 до 580 нм, определяют максимальное значение спектральной яркости, а искомую величину относительной прозрачности определяют по формуле

31,02 Хт 10 з (1) макс

811114

В качестве источника излучения используют искусственный источник, например лампу накаливания, или естественный источник — Солнце.

Измерения производят с помощью стан- 5 дартной аппаратуры, которую можно установить на надводные суда и летательные аппараты. Лабораторная установка для производства измерений в опытном бассейне, изображенная на фиг. 1, включает излу- 10 чатель 1 (лампа накаливания), оптическую систему 2 с набором монохроматических интерференционных фильтров и приемником излучения (ФЭУ-51), регистратор 3 (цифровой вольтметр Ф-30) и стабилизирован- 15 ный блок 4 питания.

Измерение выходящего излучения проводят при постоянном угле съемки (оптическая ось приемника излучения находится в положении надир), а угол освещения водной поверхности оставляют неизменным в течение всего времени измерений. Этот угол составляет 51,5 от горизонта. Относительную прозрачность воды в процессе эксперимента изменяют от 90 до 44%. По результатам проведенных измерений строят кривые спектральной яркости для различной прозрачности воды (см. фиг. 2 и 3), где кривая спектральной яркости 1 построена для относительной прозрачности 90; II — 50

88%; III 85. 1Ъ 79. Ч 77. Ч1 72

VII — 68; VIII — 62; IX — 55; Х вЂ” 47; XI—

44%. Анализ полученных кривых позволяет сделать вывод о том, что каждому значению относительной прозрачности воды со- З5 ответствует свое положение максимума спектральной яркости, т. е. можно записать, что

9 = !-(В„„,.),g,), (2)

Таким образом, учитывая, что в диапазоне длин волн 420 —;580 нм кривые спектральной яркости имеют вид параболы, можно вывести эмпирическую зависимость вида

45 — 31 0- " 10- макс

Отсюда, выполнив измерения спектральной яркости, определив максимальное значение спектральной яркости Вмакс и его положение относительно длины волны, можно с помощью выражения (1) получить величину относительной прозрачности воды. Предложенный способ расширяет функциональные возможности измерения относительной прозрачности, упрощает процесс измерения, относится к дистанционным методам зондирования водной среды в оптическом диапазоне длин волн и в принципе может быть применен как в лабораторных, так и в натурных условиях с надводHbIx судов и летательных аппаратов.

Формула изобретения

Способ определения относительной прозрачности воды путем измерения физических параметров водной среды, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и упрощения способа, измеряют спектральную яркость поля, отраженного от водной поверхности излучения в видимой области спектра, в диапазоне длин волн от 420 до 580 нм, определяют максимальное значение спектральной яркости, а искомую величину относительной прозрачности определяют по формуле

О 31,02 1.1 макс где 0 — относительная прозрачность воды;

Вма„— значение максимума спектральной яркости, вт/см

° ср нм;

И вЂ” длина волны, соответствующая данному максимуму спектральной яркости, нм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. «Гидрологические работы в океанах и морях». М., Гидрометеоиздат, 1977, с. 299 — 300.

2. Авторское свидетельство СССР № 382993, кл. G 01N 21/22, 1971 (прототип).

811114

sz

370 4 j0 400 400 530 570 И7.

Фа г.3

Редактор О. Филиппова

Заказ 917/2 Изд. № 361 Тираж 915 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Гипография, пр. Сапунова, 2

Составитель Е. Карманова

Техред О. Павлова

Корректоры. Н Федорова и Л. Слепая