Измеритель спектральных коэффициентов яркости морской поверхности Советский патент 1987 года по МПК G01J1/42 

Изобретение относится к абсорбционной спектрометрии и может быть использовано для классификации подстилающей поверхности по спектральным характеристикам, в частности для выявления областей загрязнения морской поверхности, областей повьшенной концентрации взвеси и решения других океанологических задач. Известны измерители коэффициента спектральной яркости, содержащие сис тему наведения, приемный элемент и систему регистрации. .Недостаток этих измерителей в том что измерение коэффициентов спектральной яркости - трудоемкий процесс и имеет низкую точность, поскольку коэффициент спектральной яркости в этом случае определяется косвенным путем. Наиболее близким техническим реше нием является измеритель.спектральны коэффициентов яркости морской поверх ности, включаюлщй канал, содержащий косинусный рассеиватель, объектив опорного канала, расположенный за косинусным рассеивателем, световод, измерительный кана:л, содержащий объектив измерительного канала, световоды, входные торцы световодов рас положены в фокальных областях обоих объективов, оптико-механический коммутатор, расположенный за выходными торцами световодов, фотоэлектронный умножитель, расположенньй за оптико-механическим коммутатором, электронный коммутатор, усилитель, вход которого соединен с фотоэлектронным умножителем, а выход соединен с элек ронным коммутатором, блок сравнения, источник питания и источник опорного напряжения. Указанный измеритель спектральньк коэффициентов яркости морской поверх ности не позволяет- дистанционно с са молета или вертолета определить непосредственно диффузную составляющую коэффициента спектральной яркости, что ограничивает его функциональные возможности, а следовательно, област применения. Для получения сведений о концентрации органической и неорганической взвеси на поверхности воды необходима дополнительная обработка полученных результатов. Кроме того, для непосредственного измерения диффузной составляющей коэффициента спектральной яркости данным прибором с судна необходимо 8 погружать объектив и световод измерительного канала под поверхность, что усложняет техническое исполнение прибора в целом (требования к герметизации, коррозионной стойкости материалов) . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что в измеритель спектральных коэффициентов яркости морской поверхности, включающий опорный канал, содержащий косинусньй рассеиватель, объектив опорного канала, расположенньй за косинусным рассеивателем, световод, измерительный канал, содержащий объектив измерительного канала, световод, входные торцы световодов расположены в фокальных областях обоих объективов, оптико-механический коммутатор, расположенный за выходными торцами световодов, фотоэлектронный умножитель, расположенный за оптикомеханическим коммутатором, электронный коммутатор, усилитель, вход которого соединен с фотоэлектрическим умножителем, а выход - с фотоэлектронньм коммутатором, блок сравнения, -источник питания и источник опорного напряжения, дополнительно введен разделительный канал, содержащий объектив разделительного канала, световод разделительного канала, входной торец которого расположен в фокалькой плоскости объектива разделительного канала, а выходной торец подключен к оптико-механическому коммутатору, блок вьтитания, соединенньй с выходами электронного коммутатора разделительного и измерительного каналов. Коэффициент спектральной яркости поверхности моря р (Л) равен рС-л) р , М + р,,{1), р, (-Л) составляющая коэффициента спектральной яркости, обусловленная зеркальным отражением неба от поверхности моря; ) - диффузная составляющая коэффициента спектральной яркости. В пределах точности измерения в надир составляющая коэффициента спектральной яркости, обусловленная зеркальным отражением неба от поверх ности моря р, (ТУ) , составляет 2% от относительного коэффициента спектральной яркости неба в зените, следо вательно, диффузная составляющая Pj(7) может определяться дистанционными методами и рав.на ) р () - 0,02 р, U), где р, (k) - относительный коэффициент спектральной яркости неба в зените Введение в известный измеритель спектральных коэффициентов яркости морской поверхности объектива разделительного канала, направленного в зенит, расположение в его фокальной плоскости входного конца световода разделительного канала, выходным кон цом подключенного к оптико-механичес кому коммутатору, и подключение к выходам электронного ко1«4утатора бло ка вычитания позволяет с измерительного канала электронного коммутатора снимать напряжение, пропорциональное коэффициенту спектральной яркости, а с разделительного канала электронного коммутатора - напряжение, пропорциональное относительной яркости неба. На выходе блока вычитания изме рителя получается напряжение, пропорциональное диффузной составляющей коэффициента спектральной яркости морской поверхности. На чертеже представлен измеритель спектральных коэффициентов яркости морской поверхности. Измеритель спектральных коэффициентов яркости морской поверхности содержит объектив 1 измерительного канала, расположенный перед световодом 2 измерительного канала, косинусный рассеиватель 3, горизонтально расположенный перед объективом А опорного канала, находящегося у входного торца световода 5 опорного канала, объектив 6 разделительного канала - перед световодом 7 разделительного канала, -выходные торцы световодов подсоединены к оптико-механи ческому коммутатору 8, состоящему из модулятора-коммутатора 9, электродвигателя 10, датчика синхронизации 11, набора светофильтров 12 и подклю ченному к электронному коммутатору 13, на выход которого подключен блок вычитания 14. За светофильтрами расположен фотоумножитель 15, который через усилитель 16 связан с электронным коммутатором и имеет обратную связь с электронного коммутатора через блок сравнения 17 и регулируемый источник питания 18, Источник опорного напряжения 19 подключен к блоку сравнения. Измеритель спектральных коэффициентов яркости морской поверхности работает следующим образом. Излучение, от поверхности моря через объектив 1 измерительного канала и световод 2 измерительного канала, излучение солнца и небосвода через косинусный рассеиватель 3, объектив 4 опорного канала и световод 5 опорного канала,- излучение неба через объектив 6 разделительного канала и световод 7 разделительного канала поступают на модулятор-коммутатор 9, который вращается электродвигателем 10. Датчик синхронизации 11 управляет электронным коммутатором 13, Модулятор-коммутатор последовательно пропускает световые потоки опорного, измерительного и.разделительного каналов на установленный набор светофильтров 12 и далее на фотоумножитель 15, Электрические сигналы с фотоумножителя 15 усиливаются усилителем 16, подаются на электронный коммутатор 13, который разделяет I их на измерительный, разделительный и опорный сигналы, С электронного коммутатора 13 напряжение сигнала опорного канала подается на блок сравнения 17, где оно сравнивается с напряжением источника опорного напряжения 19, представляющего собой стабилизированньш источник постоянного напряжения. Блок сравнения 17 вьфабатывает сигнал рассогласования и управляет регулируемым источником питания 18 фотоэлектронного умножителя 15 таким образом, что за счет изменения чувствительности ФЭУ сигнал опорного канала на входе блока сравнения 17 равен напряжению источника опорного напряжения 19, Таким образом, чувствительность ФЭУ обратно пропорциональна спектральной яркости косинусного рассеивателя 3, следовательно, напряжение, снимаемое с электронного коммутатора 13, соответствующее сигналу измерительного канала, пропорционально коэффициенту спектральной яркости, а напряжение.

ИЗМЕРИТЕЛЬ СПЕКТРАЛЬНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЯРКОСТИ МОРСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ, включающий опорный канал, содержащий косинусный рассеиватель, объектив опорного канала, расположенный за косинусным рассеивателем, световод опорного канала, измерительный канал, содержащий обьектив измерительного канала, световод, входные торцы световодов расположены в фокальных областях обоих объективов, оптикомеханический коммутатор, расположенный за выходными торцами световодов, фотоэлектронный умножитель, расположенный за оптико-механическим коммутатором, электронный коммутатор, усилитель, вход которого соединен с фотоэлектронньм умножителем, а выход с электронным коммутатором, блок сравнения, источник питания и источник опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он дополнительно содержит раздели(Л тельньш канал, содержащий объектив разделительного канала, световод разделительного канала, входной торец которого расположен в фокальной плоскости объектива разделительного канала, а выходной торец подключен к оптико-механическому коммутатору, блок вычитания, соединенный с выходами электронного коммутатора разделительного и измерительного каналов.