Способ измерения профиля морских волн

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК НОМИТЕТ ССНИЙ И ОТКРЫТ ГОСУДАРСТВЕН ПО ДЕЛАМ ИЗО САНИ ИЗОБР СВИДЕТЕЛЬС ВТОРСК(54)(57) СПО МОРСКИХ ВОЛН ОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРО что направляют н ет ои лу тли елью повышени В.Аипроек пятно ируют рассе сти в ия ны,раяором верх ие резкого пятна волны ко(56) 1. Маклаков А.ф., Снежинскийи Чернов Б.С. Океанографические пборы. Л., Гидрометеоиздат, 1975,с. 171-182.2. Авторское свидетельство СССУ 504078, кл. 6 01 В 11/00, 1974(прототип). 801120162 А лючающиися в том, поверхность волны ределяют профиль волщ и й с я тем, что точности измерения, скость изображения ветового луча на по- определяют перемещеизображения этого у судят о профилеВНИИПИ Заказ 7726/28 Тираж 586 Додписиое Филиад ПОП фПатеатф, г.Уагород, ул.Проектная, 4 1 11201Изобретение относится к измерительной технике и может быть использованов морской гидрометрии при созданииустройств, предназначенных для измерения параметрбв поверхностных волн,в том числе корабельных,волнографов,Известен способ измерения одномерного профиля морских волн, основанный на регистрации изменения электрического сигнала (сопротивления, емкос ти и др,) при контакте датчика с водной поверхностью1 .Этот способ характеризуется низкойточностью и надежностью измерений,так как при механическом контакте нарушается структура волн,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является способизмерения профиля морских волн, заключающийся в том, что направляют наповерхность волны световой луч: и определяют профиль волны.В известном способе регистрируютпутем фотогФафирования длину частилуча находящуюся В Воде и по веи 25судят.о профиле волны 2 3.Недостатком известного. способаявляется низкая точность измеренияиз-за неоднозначной интерпретациирегистрируемых данных (в частности.наличие мелкоструктурной составляющейволны может приводить к искажениюизмеряемой длины луча), а также из-зазависимости от состояния водной поверхности.Целью изобретения является повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем,что согласИв способу измерения профиля морскихволн, заключающемуся в том,что. направляют на поверхность волны 40световой луч и определяют профильволны, проектируют в плоскость изображения пятно рассеяния световоголуча на поверхности волны, определяютперемещение резкого края изображенияэтого пятна, по которому судят о профиле волны.На чертеже представлена схема, реализующая способ измерения профиляморских волн.50На схеме указаны источник 1 светового излучения, поверхность 2 морской 62 2волны, пятно 3 рассеяния на поверхности воды при разных положениях волны,проектирующая оптическая система 4,изображение 5 пятен рассеяния с резкими 6 и размытыми 7 краями в плоскости 8 анализа при разных положенияхволныОписываемый способ осуществляетсяследующим образом.Источник 1 светового излучения,например лазер, располагают над поверхностью 2 морской волны, на кото-,рую посылают световой луч. После прохождения светового луча через границувоздух-морская среда в точке поверхности 2 волны его подводная частьрассеивается на оптических неоднородностях воды, вследствие чего луч светастановится видимым. При этом яркостьрассеянного излучения ослабевает поэкспоненциальному закону. Этим частично объясняется то, что в изотропнойсреде наиболее яркий участок рассеяниянаблюдается на поверхности воды. В реальных условиях кроме рассеяннойсоставляющей светящееся пятно формируется излучением,. отраженным от поверхности цоды. С номощью,проектирующейоптической системы 4 пятно 3 рассеянияпроектируют на плоскость 8 анализаи,по смещению резкого края 6 иэображения 5 пятна судят об изменении профиляморских волн. В качестве анализатораположения резкого края 6 изображения5 пятна может служить, например, опти-ко-электронный прибор с растром,обеспечивающий фазовую модуляцию.Описываемый способ за счет слежения эа динамикой только резкого краяпятна рассеяния, а не за всей частьюлуча, видимого в воде, повьппает точность измерений текущей высоты волны,так как она не зависит от структурыволнения и прозрачности морской водыи определяется только условиями рассеяния света и отражения от границыраздела двух сред. Быстродействиеспособа ограничивается временем срабатывания анализатора и может, например, составлять десятки измерений всекунду для оптико-электронных приборов с растром, обеспечивающих фазовую модуляцию.