Способ измерения профиля границы раздела двух сред
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (и>9645 3 2 ю тс тг Qji б=--
С (61) Дополнительное к авт. сеид-ву 9 800642
Р1 М Кл з (22) Заявлено 15. 04. 80 (21) 2910002/18-10
6 01 С 1 3/00//
G 01 $17/32 с присоединением заявки ¹â€”
Государствеииый комитет
СССР по делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 07.10.82. Бюллетень № 37
t$3j УДК 528.517+
+528 47+531 .719.3(088.8) Дата опубликования описания 071082
А
В.В. Половинко, A.Ä. Плутенко, Д.А. Романов,, 1 и О. И. Абрамов 1-: ч
Московский институт инженеров геодезии, аэр oroLъемкй и картографии и Дальневосточный политехнический институт им. В. В. Куйбышева (72) Авторы . изобретения (7! ) Заявители (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОФИЛЯ ГРАНИЦЫ
РАЗДЕЛА ДВУХ СРЕД
f (z) — K/(z" + z)1
Изобретение относится к технике съемки открытых водных пространств с воздуха.
По основному авт. св. Р 800642 известей способ, основанный на использовании фазового светодальномера, в котором после излучения непрерывно промодулированного по амплитуде излучения ослабляют при приеме мощность излучения по функции где К вЂ” масштабный коэффициент, и — показатель преломления воды, z+-, расстояние, проходимое излучением в воздухе, z - расстояние, проходимое излучением в воде, и измеряют разность фаэ принимаемого и излучаемого потоков (13.
Этот способ обладает помехозащищенностью при определении границы между толщей воды и дйом водного бассейна, однако не дает возможности построить профиль толщи воды, т. е. выделить границу воздуха и воды.
Цель изобретения — .устранение отмеченного ограничителя, т. е. определение профиля толщи воды при сохранении достаточной помехозащищенности и дальности действия, соизмеримых с импульсными способами лазерного зондирования.
Поставленйая цель достигается тем, что световой поток излучают одновременно в видимом и инфракрасном диапазонах спектра и измеряют разность фаз принятого излучения в обоих диапазонах при сканировании излучения в направлении приема.
На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 — графики, .иллюстрирующие зависимость отношения сигнал/шум от глубины водного бассейна при различных условиях приема излучения.
С помощью передающей оптико-электронной системы 1 фазового светодальномера направляют на определяемую границу раздела световой поток, содержащий компоненты видимого и инфракрасного диапазонов, обе промодулированные по амплитуде. Для сканирования поля излучения по направлению приема потока, отраженного от границы воздух — вода и дна используют вращающееся зеркало 2. ПриемЗ0 ная оптико-электронная система 3 долж964512 на содержать блок светофильтров (не показан) для выделения обеих состав ляющих принимаемого излучения, для которых можно было бы измерить разность фаз.
В соответствии с известным спо- э собом мощность принимаемого излучения описывается. выражением
Ф ю "., -ВИ цц=ч 3 F (й)е,4(1, . -10
0 а максимальное отношение сигнал/шум (2)
Р=Ч2 ЕМ е-е 15 где М„, Ч вЂ” коэффициенты подобия;
- время распространения излучения, Р"(t) - мощность выходного излучения; 20 с - скорость распространения света в воде, — показатель ослабления для воды
Кривая A характеризует зависимость нормированного отношения сигнал/шум (см. Фиг. 2)у кривая В - отношение сигнал/шум при регенерации отражения не от всей трассы, а от отдельных элементарных участков при сканировании.
В этом случае указанное отношение описывается выражением
Р= (е 4-q)-", (3) где а.- характерный размер толщин элементарного участка воды в направлении приема, ограниченный пересечением полей излучения и приема. 40
Излучение в инфракрасном диапазоне, для которого Е существенно воэрастает, воспринимается практически толь-! ко в части, отраженной на границе воздух-вода. Для видимого диапазона как и в известном способе, удается принять излучение после отражения на дне. Таким образом, по разности результатов измерений в обоих диапазонах можно определить положение границы воздух-вода вдоль интересующего нас профиля и изменение толщи воды вдоль того же профиля.
Тем самым повышается. эффективность использования фазовых светодальномеров для исследования профиля дна и поверхиости водных бассейнов не только для открытых морей и океанов, но также для ирригационных сооружений.
При измерении толщины водного покрова „рисовых чеков в пределах от
5 до 20 см погрешность измерений не превышает 1 см.
Формула изобретения
Способ измерения профиля границы раздела двух сред по авт. св.9800642, отличающийся тем, что, с целью определения профиля толщи воды при сохранении достаточной помехоэащищенности и дальности, световой поток излучают одновременно в видимом и инфракрасном диапазонах спектра и измеряют разность фаз принятого излучения в обоих диапазонах при
Ьканировании излучения в направлении приема.
Источники информации, принятые so внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2734171/18-10, кл. G 01 С 13/ОО, 1979.
964512
f01
1,Q
10,10
Составитель Ю. Ферштман
Техред М.Коштура Корректор М. Демчик
Редактор Н. Гунько
Подписное
Заказ 7619/23 Тираж 614
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
