Способ дистанционного измерения толщины нефтяной пленки на воде

,0.9 ФЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК БТЕЛЬСТВ лич ающийю повышения точности измерсния ки на взволнооды, сканиру:от аправления двипринимают за толщины йлс я тем,анки что. с цель одитель ой плен ности и итолщины нванной посветовой фтя хности в луч вдоль ровой волн жени период ветрово определ времени стояние толщин дукции наветренн частьо вер 3 чи одн олны ог впадиныпериод редукц.лом экстремумэкстремумамиЬ. пс Формулея (2:"+ . +1Ьв ы яют с чисежду раси наход плен- + .з г 2 а волны световог пучая нефти,71) Ленинградский ордена Ленинаэлектротехнический институт(53) 531,715.27(088,8)58) 1, Авторское свидетельство СССР1059 й 13 кл, О 01 В 11/06,12,02,82,2. Авторское сзидетельство СССР,5-, 571 СПОСОБ ДИС 1 АЧЦИОННОГО ИЗИЕ";1 ГЛЛ ТОЛЩ НЫ НЕФТЯНОЙ ПЛЕНКИ НА ВОДЕ, заключающийся в том, что облоэзт нефтяную пленку световым лучомизмеряют интенсивность отраженноголуча., регистрируют экстремумы интенсивности отраженного луча эа периодред;кции толщины пленки, определяютголщнну нефтяной пленки как функциючисла экстремумов за период редукции показатель преломпена длине волны Л;1 бЯ 1;Изобретение относится к измерительной технике и може быть испо.р. -за вано для дистанционного изме эенивтолЩины нефтлной пленки на валер нсамолетных и спутнпксвых сис"емахконтроля загрязнения нефтью морской поверхности,Известен бесконтактный способ намерения толщины нефтяной леики на поверхности водоемов, заключающийся в том, что направляют на поверхнэ.ть водоема два луча, первь 1 направляют поД фиксиРованным Углом паДе 1 иЯр а второй сканируют в плоскости, перпендикулярной направлению движения ветровых волн в водоеме, получаютинтерференционную картину в стражннам первом луче, определяют эн ни предельного угла падения второго луча, при котором интенсивность отрагб женного второго луча составляетЗр 3-Ор 01 ст его максимальной инте:1- сивности, находят ряд зна:ений тол - щины плен(и как функции значенийпредельного угла падения Второго луча в моменты экстремумов отражения первого луча и определяют по это:гу ряду значений среднее значение талщиньпленки1 .Недостатком этого способа являетя, высокая погрешность измерения присильном Валнснии воднОй поверхности ( высота волн болеемр скорость ветра болееи/с из-за сложности пспучения интерференционной картины Б От - раженнсм первом луче всл дствие б=льшой неоднородности нефтяной пгенкипо толщине,Кроме того, известный споссб име - ет низкую оперативкость из-за затрат4 б времени на определение предельного угла сканирования второго луча, неприменим при больших дистанциях меж - ду носителем и маремв ча(.тнастк В КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВаНИЯХр НЕ ПОЭВОляет получить документ о контролеНаиболее близким по технической сущности к изобретению является способ дистакционногс измерения толщины нефтяной пленки на ваде за.ключающийся в том, что облучают нефтяну э плен-ку световым лучом, измеряют интенсивность отраженкога луча, регистрируют экстремумы интенсивности отраженного луча за период редукции толщины пленки, определяют толпику пленки как функцию числа экстремумов за период редукции толщины пленки и находят толщину пленки по формуле- 1I г,.уюпНе начгльой толщине неф - лср к сТЯ:.ой пленкирминимУ(У и максимуму .нген(ивноти атражен -но"с лучаЗтст способ имеет большую погрешНаств ИЭМЕГрЕНИЯ На ВЭВСЛНОрННОЙ ВОД- :ои псверхнастн иэ-за некантро:ируемэгс изменения Толщины нефтяной ленки эа период редукции вследствие .Встсционаонас."и нефтяной пленки при алкании Водной .1 сверхати. Способ -акже не паз валяет по:учить Высокую пзсиэ В эдит елька :т 1 из ма Р ения р чта важно трн репени 1 арбитражньрк задачпонвлечен:ит нарр.шителсй к ответ - ; ":Венности,Цель изобретения - павьшение точности;1 пр(;извадительности измере - ния толщинь, нефтяной пленки на вэволс ванна паве рхна сти Воды,Псставлснная цель достигается темр что согласно способу дистанционного измерения толщины нефтяной пленхи на роде,. заключающемуся в том, ч"о облучают кефтяную пленку световым -Учам р измеРЯют интениВнасть ОтРВ женксгс луча, регистрируют экстремумы интенсивности отраженного луча . а не.риод редукции т Олпины и.1 е нки, определяют толщину нефтяной пленки как функцию числ(. экстремумов за лев риод редукции толщины пленки, сканиуют световой лу Вдоль напрсвления движения ве: ровай волкь;, принимают эа пегиод редукции наветрекную часть Ветровой волны от впадинь до вершиныр определяют за период редукции одновременно с числам экстремумов расстояние между экстремумами и находят толщину ленки па формулегде Ълтолщина пленки;длина волны светового луча; 5показатель преломления нефтина длине волны,3;период редукции;число экстремумов на периодередукции;расстояние между соседнимиэкстремумами,1 О На фиг,1 изображена схема, реализующая способ дистанционного измере ния толщины нефтяной пленки на воде; на фиг.2 - типичные кривые, характеризующие изменение интенсивности 3 отраженного луча (а) и толщины пленки ( б ) вдоль ветроВой волны от 20 впадины до вершины (на периоде редукции).Схема содержит источник 1 светового излучения (Солнце) и спектрограф 2, 25Способ осуществляют следующим образом.Источником 1 излучения, например, Солнцем, облучают водную поверхность. Спектрограф 2 устанавливают на борту вертолета, ориентируют его входную щель вдоль направления движения ветровых волн, осуществляя таким образом сканирование оптического луча вдоль периода редукции.35фотографируют водную поверхность на ряде длин волн.При наличии на воде нефтяной пленки на изображении щели спектрографа появляются последовательно чередующиеся интерференционные минимумы и максимумы интенсивности отраженного луча.Для повышения точности измерения целесообразно из ряда изображений 45 щели выбрать такое на длине волны д, чтобы число различных интерференционных экстремумов было максимальным. По фотоснимку опоеделяют положение впадины и вершины на наветрен ной стороне волны (период редукции )Положение этих характерных точек легко устанавливается благодаря несимметричности ветровой волны. Находят число экстремумов на периоде 55 редукции и расстояния между ними на выбранной длине волны Л. Затем рассчитывают толщину пленки по формуле Ф.где- толщина пленки;длина волны светового луча;показатель преломления нефтина длине волны. 3;период редукции;число экстремумов за периодредукции",расстояния между соседниьыэкстремумами.Под действием ветра толщина нефтяной пленки монотонно возрастает нанаветренной стороне волны от впадинык вершине. Ветер играет роль редуктора, сгоняя нефтяную пленку сильнымвоздушным потоком из впадины к вершине ветровой волны. После обрушенияветровой волны пленка сравнительноравномерно распределяется по подветренной стороне волны,При сильном волнении водной поверхности ( высота волн более 1 м, скорость ветра более 5 и/с) во впадинена наветренной стороне волны пленкаутончается практически до нулевойтолщины (разрывы в пленке с образованием участков чистой воды ).Таким образом, на наветренной стороне волны пленка изменяет свою толщину от нуля до максимальной величины на участке от впадины до вершиныветровой волны, поэтому этот участокможно выбрать в качестве пространственного периода редукции, исключивзатраты времени на редукцию нефтянойпленки в процессе интерференционныхизмерений. Число интерференционныхэкстремумов на периоде редукции можноопределить, просканировав оптическийлуч вдоль направления движения ветровой волны от ее впадины до вершины (например сканируя лазерный лучили сфотографировав ветровую волну вмонохроматическом свете.Следовательно, благодаря устранению затрат времени на временную редукцию толщины пленки в процессе интерференционных наблюдений достигается повышение точности производительности измерения.Расчетную формулу можно пояснить следующим образом,Всю поверхность водоема рассматривают как сумму элементарных ветровых волн. Количество нефти на наветрен бйъ 7 11.:ГК,;,; ."."З 3 : - .Е .:)г-,Г,.; гдо,кду, -, =.;%,:,- :.:. ц: тт,".:т.,у;,;2Г дг; .-ч