SU767556A1 - Фотометр - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области исследовани  параметров дисперсных сред с помощью оптических методов и может быть использовано, например, в океанологии дл  измерени  непрерывного горизонтального профил  прозрачности морской воды и определени  концентрации взвеси в ней. Известны погружаемое фотометры дл  измерени  прозрачности (мутности) воды по ослаблению пр мого пучка света содержащие корпус, источник и приемник излучени , модул тор, оптические элементы, расположенные внутри и вне корпуса, дл  коллимации излучени , вывода его в исследуемое пространство и возвращени  на приемник 1j. Такие фотометры непригодны дл  измерени  горизонтального профил  прозрачности из-за вли ни  на результат измерени  турбулентности воды, возникающей при движении прибора. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  фотометр , содержаший герметичный контейнер с иллюминаторами, средства буксировки и заглублени , в котором расположены источник излучени , приемник oj&oaTHO рассе нного излучени  с при--; ...-.- V ёмной коллимирующей системой, электронный блок и регистратор 2. Недостатком известного фотометра  вл етс  то, что применение его ограничено измерением только объемной концентрации частиц, размеры которых меньше длины волны облучающего пучка света (релеевское рассе ние). Большинство же природных дисперсных сред (аэрозоль, гидрозоль) содержат частицы размером много больше длины волны и рассе ние света на них не подчинаетс  закону Реле . Другим недостатком фотометра  вл етс  то, что он поз.во-. л ет лишь оценить относительную проз-. рачность среды с невысокой точностью, обусловленной неоднозначной зависимостью велич:ины обратного светорассе ни  от параметров дисперсных сред. Парс1метры природных дисперсных сред - концентраци , показатель преломлени , спектр размеров - обычно весьма существенно мен ютс  в пространстве и во времени. . - Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  и расширение функциональных возможностей. Постав-...у ленна  цель достигаетс  тем, что в фотометр введены втора  приемна  коллимйрую111а  система, подвижные зеркала7 Установлен1 ые в Ьптическом тракте обейХпрйемных коллимирующих систем и вращающийс  обтюратор, при

этомбйтичёские оси приемных коллимирУйщйх систем пересекаютс  в среде под равными углами с оптической осью источника излучени i образу  разные рассто ни  до исследуемого объема. На чертеже изображена схема фотометра .

Фотометр содержит источник 1 направленного излучени  2 (например, длиннофокусные объективы с малым полем зрени ), воспринимающие рассе нный свет 5 и 6 от исследуемого объема 7, отражающие подвижные зеркала 8 и 9 йл  изменени  Направлени  оптических осей приемных систем в среде, ёращакадийс  обтюратор 10, диафрагму 11, фотоприемник 12 (например, фотоэлектронный умножитель) и электронный блок 13, включающий в себ  cxei iy логарифмировани  , усили  и вычитани  (на чертеже не показаны) . Все эти элементы помещены в герметичный контейнер 14, с защитными иллюминаторами 15-17. Снаружи контейнера расположены средства дл  заглублени  18, дл  буксировки 19 устройства ниже водной поверхности 20 и резистор 21.

Фотометр работает,следующим образом .

света от монохроматического источника 1 направл етс  через защитный иллюминатор 16 в воду. Свет обратно рассе нный частицами, наход щимис  в исследуемом объеме 7, улавливаетс  приемными коллимирующими системами 3 и 4 р и направл етс  в диафрагму 11, за которой установлен фотоприемник 12. Оптические оси приемных лучей 5 и .6 пересекаютс  в воде с оптической осью пучка 2 под углом Q при этом длина хода лучей 5 и 6 в воде различна и равнасоотвётегтвенно LI и L2.. Регулировка отражающих подвижных зеркал 8 и 9 позвол ет получать одинаковые углы пересечений дл  обоих приемных лучей 5 и 6 и удал ть исследуемый объем воды 7 на различное рассто ние от контейнера 14 (точки А, Б соответствуют различному поожению исследуемого объема).

Вращающийс  обтюратор 10 тюочередно прерывает лучи 5 и 6, в результате чего фотоприемник (ФЭУ) 12 вырабатыает импульсы фототока i к , про-.

норвдональные величинам рассе нных объемов 7 световых потоков, ослабенных на пути LI и 1г. Импульсы фортока с фотоприемника 12 поступают электронный блок.13 на схему логаифмированй , усилени  и вычитани .

Блок 13 SiEflaeT Вйгнйл,прЬ.пбЩйональный показателю ослаблени , который оступает по буксировочному кабельтросу 19 на регистратор 21. Рёгйстратор фиксирует горизонтальный профиль показател  ослаблени  воды.

Импульсы фототока i , г св заны с параметрами воды следующими выражени ми:

-IL,

з(у-а)

Lt

К - коэффициент пропорциональности; - показатель ослаблени 

й водой

J. интенсивность рассё нтного под углом (ЗГ-в) излучени  от объема 7, завис ща  от показател  рассе ни  в этом направлении.

казатель ослаблени  воды, опре-. тс  из указанных формул выраже; Т b-CktV

5 - L г.V t., J

. L,-L,

из которого ВИДНО, что показатель ослаблени  воды пропорционален разности (п1, -fniy ) и не зависит от величины

:j{7r-9)

Дл  получени  абсолютных значений показател  ослаблени  фотометр предварительно градуируют по эталонам мутности с известным ослаблением света.

Использование данного фотометра позвол ет повысить точность измерени  прозрачности морской воды, поскольку уменьшаетс  вли ние турбулентности на ослабление света. Кроме этого, повышение точности достигаетс  выбором оптимальных условий измерений (например , обеСпёченйём максимального отношени  сигнала к шуму) в водах различной мутности и при различных скорост х буксировки. Это достигаетс  за счёт перемещени  подвижных зеркал, обеспечивающих измерени  по объему, наход щемус  запределами возмущенной области воды.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 175271, кл. G 01 J 1/04, 1968.

2.Патент США № 3528743, кл, 356-104, 1969 (прототип).

«