Фотометр

сстби сссс с,с, с сссс,; ссОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 120478 (21) 2603672/18-25 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР ио делам изобретеиий и открытийДата опубликования описания ОЫ 080(71) Заявитель Морской гидрофизический институт АН Украинской ССР(54 ) ФОТОИЕТР Изобретение относится к областиисследования параметров дисперсныхсред с помощью оптических методов иможет быть использовано, например,в океанологии для измерения непрерывного горизонтального профиля прозрачности морской воды и определения концентрации взвеси в ней,Известны погружаемые фотометры для 1 Оизмерения прозрачности (мутности) воды по ослаблению прямого пучка света,содержащие корпус, источник и приемник излучения, модулятор, оптическиеэлементы, расположенные внутри и внекорпуса, для коллимации излучения,15вывода его в исследуемое пространствои возвращения на приемник 13. Такиефотометры непригодны для измерениягоризонтальногопрофиля прозрачностииэ-за влияния на результат измерениятурбулентности воды, возникающей придвижении прибора.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является фото метр, содержаший герметичный контей- .нер с иллюминаторами, средства буксировки и заглубления, в котором расположейы источник излучения, приемникобратно рассеянного излучения с приемной коллимирующей системой, электронный блок и регистратор 21,Недостатком известного Фотометраявляется то, что применение его ограничено измерением только объемнойконцентрации частиц, размеры которыхменьше длины волны облучающего пучкасвета (релеевское рассеяние). Большинство же природных дисперсных сред(аэрозоль, гидрозоль) содержат частицы размером много больше длины волны,и рассеяние света на них не подчинается закону Релея. Другим недостаткомфотометра является то, что он позво-.ляет лишь оценить относительную проз-,рачность среды с невысокой точностью,обусловленной неоднозначной зависимостью величины обратного светорассеяния от параметров дисперсных сред.Параметры природных дисперсных сред -концентрация, показатель преломления,спектр размеров - обычно весьма существенно меняются в пространстве иво времени;Целью изобретения является повышение точности измерения и расширениеФункциональных возможностей. Постав- .ленная цель достигается тем, что вфотометр введены вторая приемная коллимирующая система, подвижные зеркала,"установленные в оптическом тракте обеих приемных коллимирующих систем и вращающийся обтюратор, при "-этбм"бптические оси "приемных коллими рующих систем пересекаются в средепод равными углами с оптической осьюисточйика излученИя, образуя разныерасстояния до исследуемого объема.На чертеже изображена схема фотометра.Фотометр содержит источник 1 направленного излучения 2 (например,длиннофокусные объективы с малым полем зрения), воспринимающие рассеянный свет 5 и 6 от исследуемого объема 7, отражающие подвижные зеркала8 и 9 для изменения направления оптических осей приемных систем в средевращающийся обтюратор 10, диафрагму11, Фотоприемник 12 (например, Фотоэлектронный умножитель) и электронныйблок 13, включающий в себя схему логарифмирования, усилия и вычитания сигналов (на чертеже не показаны).Все эти элементы помещены в герметичный контейнер 14, с защитными иллюминаторами 15-17, Снаружи контейнерарасположены Средства для заглубления 18, для буксировки 19 устройства ниже водной поверхности 20 ирезистор 21.Фотометр работает, следующим образом.Пучбк света от монохроматическогоисточника 1 направляется через защитный иллюминатор 16 в воду. Свет обратно рассеянный частицами, находящимися в исследуемом объеме 7, улавливается приемными коллимирующими системами 3 и 4 и направляется в диафрагму 11, за которой установлен Фотоприемник 12. Оптические оси приемныхлучей 5 и 6 пересекаются в воде соптической осью пучка 2 под углом 8при этом длина хода лучей 5 и 6 в воде"различна и равна соответственнои . Регулировка отражающих подвижных зеркал 8 и 9 позволяет получать одинаковые углы пересечений для обоих приемных лучей 5 и 6 и удалять исследуемый объем воды 7 на различное расстояние от контейнера 14 (точки А, Б соответствуют различному положению исследуемого объема).Вращающийся обтюратор 10 поочередно прерывает лучи 5 и 6, в результатечего Фотоприемник (ФЭУ) 12 вырабатывает импульсы Фототока 1 и 1, про-. " - пбрциональные величинам рассеянныхобъембв 7 световых потоков, ослабленных на путии . Импульсы Фототока с Фотоприемника 12 поступают в электронййй блок 13 на схему логарифмирования, усиления и вычитания.Блок 13 вйдает"сигнал йропбРциональный показателю ослабления, который поступает по буксировочному кабель- тросу 19 на регистратор 21. Регист- l ратор фиксирует горизонтальный профиль показателя ослабления воды.Импульсы Фототока 1связаны с параметрами воды следующими выражениями:5, аФ)Г ,; эй)Г"и =К а 1 =Кгде К - коэффициент пропорциональности;- показатель ослаблениясвета водой;)- интенсивность рассеян-.ного под углом (З)излучения от объема 7,зависящая от показателя рассеяния в этомнаправлении.Показатель ослабления воды, опре-,деляется из указанных формул выражениеме.ГЯ(из которого видно, что показатель ослабления воды пропорционален разности(1 п ц - 1 п ) и не зависит от величины(3-6)Для получения абсолютных значенийпоказателя ослабления Фотометр предварительно градуируют по эталонам мутности с известным ослаблением света.Использование данного Фотометрапозволяет повысить точность измеренияпрозрачности морской воды, посколькууменьшается влияние турбулентности 35 на ослабление света. Кроме этого, повышение точности достигается выборомоптимальных условий измерений (например, обеспечением максимального отношения сигнала к шуму) в водах различ О ной мутности и при различных скоростях буксировки. Это достигается засчет перемещения подвижных зеркал,обеспечивающих измерения по объему,находящемуся заRределами возмущенной области воды.Формула изобретенияФотометр, содержащий герметичныйконтейнер с иллюминаторами, средствабуксировки и заглубления, в которомрасположены источник излучения, приемник обратно рассеянного излученияс приемной коллимирующей системой,электронный блок и регистратор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений ирасширения функциональных возможностей, в фотометр введены вторая приемная коллимирующая система, подвижныезеркала,установленные в оптическомтракте обеих приемных коллимирующихсистем, и вращающийся обтюратор, приэтом оптические оси приемных коллимирующих систем пересекаются в среде 65под равными углами с оптической осью767556 1. Авторское свидетельство СССР Р 175271, кл. 6 01 1 1/04, 1968. 2. Патент США 9 3528743,кл, 356-104, 1969 (прототип).Составитель А. ШуровТехред О, Легеза Корректор,В. Бут актор Н, Коля Тираж 7 ИИПИ Госуд по делам 5, Москва3 писное 6 Зак арственног изобретени Ж, Рауш 113 Проектная, 4 илиал ППП "Патент", г. Ужго источника излучения, образуя разныерасстояния до исследуемого объема,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе омитета СССРоткрытийая наб., д. 4