SU854129A1 - Meter of spectral luminance factors of sea surface - Google Patents

Meter of spectral luminance factors of sea surface Download PDF

Info

Publication number
SU854129A1
SU854129A1 SU802902976A SU2902976A SU854129A1 SU 854129 A1 SU854129 A1 SU 854129A1 SU 802902976 A SU802902976 A SU 802902976A SU 2902976 A SU2902976 A SU 2902976A SU 854129 A1 SU854129 A1 SU 854129A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
channel
lens
optical
switch
measuring
Prior art date
Application number
SU802902976A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
О.Г. Константинов
А.А. Нелепа
А.А. Прокопчук
В. Цой
Original Assignee
Тихоокеанский океанологический институт Дальневосточного научного центра АН СССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тихоокеанский океанологический институт Дальневосточного научного центра АН СССР filed Critical Тихоокеанский океанологический институт Дальневосточного научного центра АН СССР
Priority to SU802902976A priority Critical patent/SU854129A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU854129A1 publication Critical patent/SU854129A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

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 област х 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 сравнени , источник питани  и источник опорного напр жени , отличающийс  тем, что, с целью расширени  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 вычитани , соединенный с выходами электронного коммутатора разделительного и измерительного каналов.MEASURING SPECTRAL COEFFICIENTS OF BRIGHTNESS OF THE MARINE SURFACE, including a reference channel containing a cosine diffuser, a lens of the reference channel located behind the cosine diffuser, a fiber of the reference channel, a measuring channel containing the objective of the measuring channel, a light guide, the input ends of the optical channels are located in the focal regions a switch located behind the output ends of the optical fibers, a photomultiplier tube located behind the optical-mechanical switch a rum, an electronic switch, an amplifier whose input is connected to a photomultiplier tube, and an output from an electronic switch, a comparison unit, a power source, and a voltage source, characterized in that, in order to extend the functionality, it also contains containing the lens of the separation channel, the light guide of the separation channel, the input end of which is located in the focal plane of the lens of the separation channel, and the output end is connected to the optical-mechanical mu switch subtractor coupled to the electronic switch of the separating and measuring channels outputs.

Description

Изобретение относитс  к абсорбционной спектрометрии и может быть использовано дл  классификации подстилающей поверхности по спектральным характеристикам, в частности дл  вы влени  областей загр знени  морской поверхности, областей повьшенной концентрации взвеси и решени  других океанологических задач. Известны измерители коэффициента спектральной  ркости, содержащие сис тему наведени , приемный элемент и систему регистрации. .Недостаток этих измерителей в том что измерение коэффициентов спектральной  ркости - трудоемкий процесс и имеет низкую точность, поскольку коэффициент спектральной  ркости в этом случае определ етс  косвенным путем. Наиболее близким техническим реше нием  вл етс  измеритель.спектральны коэффициентов  ркости 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 област х 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 сравнени , источник питани  и источник опорного напр жени . Указанный измеритель спектральньк коэффициентов  ркости морской поверх ности не позвол ет- дистанционно с са молета или вертолета определить непосредственно диффузную составл ющую коэффициента спектральной  ркости, что ограничивает его функциональные возможности, а следовательно, област применени . Дл  получени  сведений о концентрации органической и неорганической взвеси на поверхности воды необходима дополнительна  обработка полученных результатов. Кроме того, дл  непосредственного измерени  диффузной составл ющей коэффициента спектральной  ркости данным прибором с судна необходимо 8 погружать объектив и световод измерительного канала под поверхность, что усложн ет техническое исполнение прибора в целом (требовани  к герметизации , коррозионной стойкости материалов ) . Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в измеритель спектральных коэффициентов  ркости 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 област х 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 сравнени , -источник питани  и источник опорного напр жени , 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 вьтитани , соединенньй с выходами электронного коммутатора разделительного и измерительного каналов. Коэффициент спектральной  ркости поверхности мор  р (Л) равен рС-л) р , М + р,,{1), р, (-Л) составл юща  коэффициента спектральной  ркости, обусловленна  зеркальным отражением неба от поверхности мор ; ) - диффузна  составл юща  коэффициента спектральной  ркости. В пределах точности измерени  в надир составл юща  коэффициента спектральной  ркости, обусловленна  зеркальным отражением неба от поверх ности мор  р, (ТУ) , составл ет 2% от относительного коэффициента спектральной  ркости неба в зените, следо вательно, диффузна  составл юща  Pj(7) может определ тьс  дистанционными методами и рав.на ) р () - 0,02 р, U), где р, (k) - относительный коэффициент спектральной  ркости неба в зените Введение в известный измеритель спектральных коэффициентов  ркости 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 вычитани  позвол ет с измерительного канала электронного коммутатора снимать напр жение, пропорциональное коэффициенту спектральной  ркости, а с разделительного канала электронного коммутатора - напр жение, пропорциональное относительной  ркости неба. На выходе блока вычитани  изме рител  получаетс  напр жение, пропорциональное диффузной составл ющей коэффициента спектральной  ркости морской поверхности. На чертеже представлен измеритель спектральных коэффициентов  ркости морской поверхности. Измеритель спектральных коэффициентов  ркости морской поверхности содержит объектив 1 измерительного канала, расположенный перед световодом 2 измерительного канала, косинусный рассеиватель 3, горизонтально расположенный перед объективом А опорного канала, наход щегос  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, состо щему из модул тора-коммутатора 9, электродвигател  10, датчика синхронизации 11, набора светофильтров 12 и подклю ченному к электронному коммутатору 13, на выход которого подключен блок вычитани  14. За светофильтрами расположен фотоумножитель 15, который через усилитель 16 св зан с электронным коммутатором и имеет обратную св зь с электронного коммутатора через блок сравнени  17 и регулируемый источник питани  18, Источник опорного напр жени  19 подключен к блоку сравнени . Измеритель спектральных коэффициентов  ркости морской поверхности работает следующим образом. Излучение, от поверхности мор  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 модул тор-коммутатор 9, который вращаетс  электродвигателем 10. Датчик синхронизации 11 управл ет электронным коммутатором 13, Модул тор-коммутатор последовательно пропускает световые потоки опорного, измерительного и.разделительного каналов на установленный набор светофильтров 12 и далее на фотоумножитель 15, Электрические сигналы с фотоумножител  15 усиливаютс  усилителем 16, подаютс  на электронный коммутатор 13, который раздел ет I их на измерительный, разделительный и опорный сигналы, С электронного коммутатора 13 напр жение сигнала опорного канала подаетс  на блок сравнени  17, где оно сравниваетс  с напр жением источника опорного напр жени  19, представл ющего собой стабилизированньш источник посто нного напр жени . Блок сравнени  17 вьфабатывает сигнал рассогласовани  и управл ет регулируемым источником питани  18 фотоэлектронного умножител  15 таким образом, что за счет изменени  чувствительности ФЭУ сигнал опорного канала на входе блока сравнени  17 равен напр жению источника опорного напр жени  19, Таким образом, чувствительность ФЭУ обратно пропорциональна спектральной  ркости косинусного рассеивател  3, следовательно, напр жение, снимаемое с электронного коммутатора 13, соответствующее сигналу измерительного канала, пропорционально коэффициенту спектральной  ркости, а напр жение.The invention relates to absorption spectrometry and can be used to classify the underlying surface according to spectral characteristics, in particular, to detect areas of contamination of the sea surface, areas of increased concentration of suspended matter, and other oceanological problems. Spectral luminance coefficient meters are known that contain a pointing system, a receiving element and a recording system. The disadvantage of these meters is that the measurement of the spectral luminance coefficients is a laborious process and has low accuracy, since the spectral luminance coefficient in this case is determined indirectly. The closest technical solution is the meter. The spectral factors of the sea surface brightness include the channel containing the cosine diffuser, the objective channel lens located behind the cosine diffuser, the light guide, the measuring channel: 1, containing the objective lens of the measuring channel, optical fibers, the input ends of the optical fibers placed in the focal areas of both lenses, the optomechanical switch located behind the output ends of the optical fibers, the photomultiplier tube located behind the optical lens A switch, an electronic switch, an amplifier whose input is connected to a photomultiplier tube, and the output is connected to an electronic switch, a reference unit, a power source, and a voltage source. The specified spectral spectral luminance meter of the sea surface does not allow remotely determining the diffuse component of the spectral luminance coefficient directly from the airplane or helicopter, which limits its functionality and, therefore, the field of application. To obtain information about the concentration of organic and inorganic suspended matter on the surface of the water, additional processing of the obtained results is necessary. In addition, for direct measurement of the diffuse component of the spectral brightness coefficient of this device from a vessel, it is necessary to immerse the objective lens and light guide of the measuring channel below the surface, which complicates the technical performance of the device as a whole (sealing requirements, corrosion resistance of materials). The purpose of the invention is to expand the functionality. The goal is achieved by the fact that the spectral coefficients of the brightness of the sea surface, including the reference channel containing the cosine diffuser, the lens of the reference channel, located behind the cosine diffuser, the light guide, the measuring channel containing the lens of the measuring channel, the light guide, the input ends of the optical fibers are located in the focal area x both lenses, optomechanical switch located behind the output ends of the optical fibers, photomultiplier tube located behind the optician A mechanical switch, an electronic switch, an amplifier whose input is connected to a photoelectric multiplier, and an output to a photoelectric switch, a comparison unit, a power source and a reference voltage source, additionally introduced a separating channel containing a separating channel lens, a separating channel light guide, an input end which is located in the focal plane of the lens of the separation channel, and the output end is connected to the optical-mechanical switch, the power unit connected to the output rows of the electronic switch of the separating and measuring channels. The coefficient of the spectral brightness of the mor surface p (L) is equal to pC-l) p, M + p ,, (1), p, (-L) is the coefficient of the spectral brightness caused by the specular reflection of the sky from the surface of the sea; ) - diffusion component of the spectral brightness. Within the accuracy of measurement in the nadir, the component of the coefficient of spectral brightness due to the specular reflection of the sky from the surface of the sea, (TU), is 2% of the relative coefficient of the spectral brightness of the sky at the zenith, therefore, the differential component Pj (7) can determined by remote methods and rav.na) p () - 0.02 p, U), where p, (k) is the relative coefficient of the spectral luminance of the sky at the zenith Introduction of the separation channel to the well-known spectral luminance factor of the sea surface of the objective lens a, directed to the zenith, the location in its focal plane of the input end of the fiber of the separation channel, the output end connected to the optomechanical switch, and the connection to the outputs of the electronic coaxial switch of the subtractor allows the voltage to be removed from the measuring channel of the electronic switch proportional to the coefficient of spectral luminance, and from the separation channel of the electronic switch is a voltage proportional to the relative luminance of the sky. At the output of the subtraction unit, the meter receives a voltage proportional to the diffuse component of the spectral brightness of the sea surface. The drawing shows the gauge of the spectral coefficients of the brightness of the sea surface. Measuring the spectral coefficients of the brightness of the sea surface includes a lens 1 of the measuring channel located in front of the light guide 2 of the measuring channel, a cosine diffuser 3 horizontally located in front of the objective A of the reference channel located at the input end of the optical fiber 5 of the reference channel 6 of the separation channel - in front of the separation light 7 channel, the output ends of the optical fibers are connected to the opto-mechanical switch 8, consisting of a modulator switch 9, an electric motor 10, dates Synchronization 11, a set of filters 12 and connected to an electronic switch 13, the output of which is connected to the subtraction unit 14. A photomultiplier 15 is located behind the filters, which through amplifier 16 is connected to the electronic switch and has a feedback link 17 and an adjustable power source 18. The reference voltage source 19 is connected to a comparison unit. Measuring the spectral coefficients of the brightness of the sea surface is as follows. Radiation from the surface of the sea through the lens 1 of the measuring channel and the light guide 2 of the measuring channel, the radiation of the sun and the sky through the cosine diffuser 3, the lens 4 of the reference channel and the light guide 5 of the reference channel - sky radiation through the lens 6 of the separation channel and the light guide 7 of the separation channel arrive at the switch modulator 9, which is rotated by the electric motor 10. The synchronization sensor 11 controls the electronic switch 13; The switch modulator passes the reference light, measuring and separating channels to the installed set of filters 12 and further to the photomultiplier 15, the electrical signals from the photomultiplier 15 are amplified by the amplifier 16, fed to the electronic switch 13, which separates them into measuring, separating and reference signals, From the electronic switch 13, the voltage the signal of the reference channel is fed to the comparator block 17, where it is compared with the voltage of the source of the reference voltage 19, which is a stabilized source of constant voltage. Comparison unit 17 amplifies the error signal and controls the adjustable power source 18 of the photomultiplier 15 so that, by changing the sensitivity of the photomultiplier, the signal of the reference channel at the input of the comparator unit 17 is equal to the voltage of the source of the reference voltage 19. the brightness of the cosine diffuser 3, therefore, the voltage taken from the electronic switch 13, corresponding to the signal of the measuring channel, is proportional to spectral brightness, and voltage.

Claims (1)

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 объектив измеритель· ного 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 фотоэлектронным 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 разделительный 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.SEA SURFACE BRIGHTNESS SPECTRAL METER, including a reference channel containing a cosine diffuser, a reference channel lens located behind the cosine diffuser, a reference channel light guide, a measuring channel containing a measuring channel lens, a light guide, input ends of the optical fibers located in the focal areas of both optical fibers an optical-mechanical switch located 'behind the output ends of the optical fibers, a photoelectronic multiplier located behind the optical-mechanical switch, an electronic switch, an amplifier, the input of which is connected to a photoelectronic multiplier, and the output with an electronic switch, a comparison unit, a power source and a reference voltage source, characterized in that, in order to expand the functionality, it further comprises a separation channel containing a separation channel lens, optical fiber of the separation channel, the input end of which is located in the focal plane of the lens of the separation channel, and the output end is connected to the optical-mechanical switch y subtractor coupled to the electronic switch of the separating and measuring channels outputs.
SU802902976A 1980-03-28 1980-03-28 Meter of spectral luminance factors of sea surface SU854129A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802902976A SU854129A1 (en) 1980-03-28 1980-03-28 Meter of spectral luminance factors of sea surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802902976A SU854129A1 (en) 1980-03-28 1980-03-28 Meter of spectral luminance factors of sea surface

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU854129A1 true SU854129A1 (en) 1987-06-15

Family

ID=20886637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802902976A SU854129A1 (en) 1980-03-28 1980-03-28 Meter of spectral luminance factors of sea surface

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU854129A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2659902C1 (en) * 2017-07-06 2018-07-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Морской гидрофизический институт РАН" Method for determining the spectral luminance coefficient and absolute values of spectral brightness and irradiation of the sea surface

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Методические указани . - Авиационные наблюдени над загр зненностью вод, суш -и морей. Л.: Гидрометеоиздат, 1975, с. 69-75. Дегт рев В.И., Константинов О.Г., Нелепа А.А., Костенко И.П. Дифференциальный измеритель коэффициента спектральной ркости поверхности мор . Морские гидрофизические исследовани , № 1 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2659902C1 (en) * 2017-07-06 2018-07-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Морской гидрофизический институт РАН" Method for determining the spectral luminance coefficient and absolute values of spectral brightness and irradiation of the sea surface

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3885879A (en) Dual beam spectrophotometer utilizing a spectral wedge and bifurcated fiber optic bundle
US4152070A (en) Turbidimeter
CN109342368B (en) Dual-path contrast measurement spectrometer based on reference light signals and measurement method
SU1327801A3 (en) Device for measuring light transmission
SU854129A1 (en) Meter of spectral luminance factors of sea surface
WO1981001472A1 (en) Liquid flow photometer
GB2117112A (en) Optical multi-ray gas-detecting apparatus
EP0187675A2 (en) Method of detection and quantitative determination of sulfur and sulfur monitor using the method
CN105301674B (en) Meteorological optical range detection means
Austin et al. An instrument for the measurement of spectral attenuation coefficient and narrow angle volume scattering function of ocean waters
GB1515909A (en) Method and apparatus for discriminating against extraneous particles in optical testing
CN219038799U (en) Same-side correlation spectrum detection probe based on sight glass
GB1241549A (en) An improved photometric instrument
SU857798A1 (en) Device for investigating optical non-homogenity of sea water
CN211627357U (en) Spectral imaging device
SU823273A1 (en) Optical electronic gage
SU1133509A1 (en) Device for investigating optical non-uniformities of sea water
SU1024862A1 (en) Interferential light filter maximum of transmission band width and wave length determination method
RU101194U1 (en) ACOUSTOPTIC WATER ANALYZER
SU1430902A1 (en) Optical radiation spectrometer
SU1458779A1 (en) Autocollimation method of determining refraction indexes of wedge-shaped specimens
SU1402997A1 (en) Device for measuring mercury content in soil
SU851198A1 (en) Aerosol photoelectric analyzer
SU868497A1 (en) Shadow television device
SU922598A1 (en) Device for measuring absorption factor