Способ измерения профиля границы раздела двух сред Советский патент 1982 года по МПК G01C13/00 G01S17/32 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОФИЛЯ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА ДВУХ СРЕД

Изобретение относится к технике съемки открытых водных пространств с воздуха.

По основному авт. св. № 800642 известен рпособ, основанный на использовании фазового светодальномера, в котором после излучения непрерывно промодулированного по амплитуде излучения ослабляют при приеме мощность излучения по функции

f (Z) - K/( z),

где К - масштабный коэффициент;

п - показатель преломления воды; расстояние проходимое излучением в воз духе; Z - расстояние, проходимое излучением ,в воде,

и измеряют разность фаз принимаемого и излучаемого потоков 1.

Этот способ обладает помехозащищенностью при определении границы между толщей воды идиом водного бассейна, однако не-дает возможности построить профиль толщи воды, т. е. выделить границу воздуха и воды.

Цель изобретения - устранение от eчeннoгo ограничителя, т. е. определение профиля толщи воды при сохранении достаточной помехозащищенности и дальности действия, соизмеримых с импульсными способами лазерного зондирования.

Поставленная -цель достигается тем, что световой поток излучают одновременно в видимом и инфракрасном диапазонах спектра и измеряют раз10ность 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 сигнеш/шум от глубины водного бассейна при различных условиях приема излучения.

С помощью передающей оптико-элек20тронной системы 1 фазового светодальнрмера направляют на определяемую границу раздела световой поток, содержащий компоненты видимого и инфракрасного диапазонов, обе проМоду25лированные по амплитуде. Для сканирования поля излучения по направлению приема потока, отражённого от границы воздух - вода и дна используют вращающееся.зеркало 2. Прием30ная оптико-электронная система 3 должна содержать блок светофильтров (не показан) для вцделения обеих состав ляющих принимаемого излучения, для которых можно было бы измерить разность фаз. В соответствии с известным способом мощность принимаемого излучения описывается выражением Flt)4,yF(t-t),(1 о а максимальное отнсияенне сигнал/шум j-ect 2 1 е-е коэффициенты подобия; Ч, l время распространения излучения, ; F(t) мощность выходного излучения;с - скорость распространения света в воде; - показатель ослабления для воды. Кривая А характеризует зависимость нормированного отношения сигнал/шум (см. фиг. 2) кривая В - от ксйиение сигнгш/шум при регенерации отражения не от всей трассы, а от отдельных элементарных участков при сканировании. В этом случае указанное отношени описывается выражением Я 1/2()л - характерный размер толщин элементарного участка вод в направлении приема, ограниченный пересечением полей излучения и приема. Излучение в инфракрасном диапазо не, для которого € существенно возр тает, воспринимается практически только 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 иэ1уюрений в обоих диапазонах можно определить положение границы воздух-вода вдоль интересующего профиля и изменение толщи воды вдоль того же профиля. Тем самым повышается эффективность использования фазовых светодальномеров для исследования профиля дна и поверхности 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.№800642, о тл ич ающий с я тем, что, с целью определения профиля толщи воды при сохранении достаточной помехозащищенности и дальности, 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. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке 2734171/18-10, кл. G 01 С 13/00, 1979.