Бесконтактный способ измерения толщины нефтяной пленки на поверхности водоемов Советский патент 1983 года по МПК G01B11/06 G01B9/02 

Фиг.1 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, в самолетных и судовых системах экспрессконтроля загрязнения нефтью водных бассейно Известен бескоитактпый способ измерения толщины нефтяной пленки на поверхносв водоемов, заклю5гаюший( в том, что облучают водную поверхность оптическим лучом с ишро ким спектром, определяют в отраженном свете цвет нефтяной пленки, по цвету находят тол-, щину нефтяной пленки ll. Недостатком данного способа является низкая точность из-за ограниче1шости диапазона измеряемых толщины пленок областью 0,1-2 мкм вследствие ограничения спектральной области чувствнтельносвс приемника излучения (например глаза оператора), сложности интерпретации получаемой цветовой картинЬ, которая неустойчива во времени из-за изменения толщины пленк волнением водной поверх ности., Наиболее близким по технической сущности к изобретению является бесконтактный способ измерения толщины нефтяной плешей на поверхности водоемов, заключающийся в том, что направляют на поверхность водоема под фиксированным углом падения оптический луч, получают интерференционную картину в отраженном свете, определяют толщину нефтяной пленки по формуле I . , 4hh a,x-ft2UrO где Л - измеряемая олпдана пленки; П - показатель преломления нефти; ,, 712. Дли ны волн, соответствующие первому, второму и третьему экстремумам/ Х - порядок первого экстремума т. Недостатком способа измерения толщинь нефтяной пленки является низкая точность измерения ввиду того, что не контролируется изменение толщины нефтяной пленки в точке измерения в течение цикла спектральных изме рений, характеризующегося большой длительностью.. Кроме того, неконтролируемо изменяется трлщина пленки вследствие ее нагрева и исшарения лучом света, который должен обладать значительной интенсивностью для обеспечеяия выделения из него бопьщого числа узких спектральных диапазонов в щироком спектре длин волн; существенна дисперсия нефти в щироком спектральном диапазоне. Целью изобретения является повыщение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что со гласно бесконтактному способу измерения толщины нефтяной пленки на поверхности водоемов, заключающемуся в том, что направляют на поверхность водоема под фиксированным углом па;1ения оптический луч, получают Ш1терфере1щио1гаую картину в отраженном свете, определяют Толщину нефтяной пленки, разделяют перед направлением на поверхность водоема оптический луч на два луча, второй луч сканируют в плоскости, перпендикулярной направлению даижения ветровых волн в водоеме, определяют значение предельного угла падения второго луча, при котором интенсивность отраженного лзча составляет 0,1-0,01. от его максимальной штенсивности, находят ряд, значений толщины пленки как функции значешЕЙ предельного угла падения второго луча в моменты экстремумов отражения первого луча и определяют по этому ряду значений среднее значение толщины пленки. На фиг. 1 изображена функ1а1ональная схема устройства, с помощью которого реализуется предлагаемый 5есконтактный способ измерения толщины пленки на поверхносш водоемов; на фш-, 2 - зависимости интенсивности отраженного первого луча от толщины нефтяной пленки и область возможных значений предельного угла падения второго луча в зависимости от толщины пленки при доверительной вероятности 0,9. Устройство (х держит источник оптического луча, разделитель 2 луча, с помощью которого перед направлением на поверхность водоема разделяют оптический луч на два луча; причем первый луч направляют под фиксированным углом, а В;торой пуч сканируют, сканирующий элемент 3, фотоприемники 4 и 5, выходы коTOpbtx соединяются с соответствующими входа)ми блока 6 обработки сигналов. Предлагаемым способ осуществляют следующим образом. Источник 1 оптического луча, разделитель 2, сканир)тощий элемент 3, фотоприемники 4 и располагают иа борту нооттеля цад иевозмуенной водной поверхностью водоема 7, например на выносной стреле .в насосной части инсекционного суют- Направляют движение носителя по направлению движения Метровых волн. Оптичеосий луч источника 1 разделяют разделителем 2 иа два луча и зондируют ими водаую поверхность водоема 7, причем первый луч направляют вертикально на водную поверхность, а второй луч сканируют сканирующим «лементом 3 в плоскости, перпендикулярной направлению движения носителя. С помощью фотоприемников 4 и 5 измеряют интенсивности первого и второго отраженных лучей. Запоминают Максимальное эяаченяе интенсивности второго луча, устанавливают значение предельной интенсйвности второго луча 2 в диапазоне 0,01-0,1 от его максимальной интенсивности, определяют значение предел ьного углаоСцре,;. соответствующее установленному значению предельной ик

БЕСКОНТАКТНЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ НЕФТЯНОЙ ПЛЕНКИ НА ПОВЕРХНОСТИ ВОДОЕМОВ, заключающийся в том, что направляют на поверхность водоема под фиксированным углом падения оптический луч получают иктерференияонную картину в отраженном свете, определяют толщину нефтяной пленки, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности измерения, разделяют перед направлением на поверхность водоеяга оптический луч на два луча, второй луч сканируют в плоскости, перпендикуляриой направлению движения ветровых волн в водоеме, определяют значение предельного угла падения второго луча, при котором интенсивность отраженного луча составляет 0,1-0,01 от его максимальной интенсивности, находят ряд значений толиошы пленки как функции гачений пределшого угла падения второго луча в моменты экстремумов отражения первого луча и оЕфеделяют по этому ряду значений среднее (Я значение толщины пленки. о О1 со 4 со /