Компенсационный подход к исключению методических погрешностей при измерениях спектральной прозрачности морской воды
https://doi.org/10.7868/S2073667319040099
Аннотация
Предлагается компенсационный подход, направленный на исключение методических погрешностей при измерениях спектрального показателя ослабления света в морской воде, и описывается схема прозрачномера, в котором реализован данный подход. Особенность предлагаемой оптической схемы состоит в том, что измерительный и опорный лучи формируются идентичными оптическими элементами, составляющими опорный и измерительный каналы, при этом оба канала выведены в измеряемую среду. В такой оптической схеме отпадает необходимость введения поправки на изменение коэффициента отражения поверхностей оптических деталей, соприкасающихся с морской водой, при погружении прибора в море, или проведения сложной калибровки с использованием особо чистой воды. В результате появляется возможность использования калибровки прибора на воздухе для определения показателя ослабления непосредственно в измеряемой среде после погружения прибора в воду. Т.к. измерения фактически выполняются на двух оптических базах, может быть выполнена самокалибровка прибора без использования аттестованной эталонной воды с известными оптическими характеристиками. В качестве источника светового излучения применен мощный многоэлементный семицветный светодиод.
При поддержке: Работа выполнена в рамках государственного задания по теме № 0827-2019-0002 «Развитие методов оперативной океанологии на основе междисциплинарных исследований процессов формирования и эволюции морской среды и математического моделирования с привлечением данных дистанционных и контактных измерений»
Об авторах
М. Е. Ли
Морской гидрофизический институт РАН
Россия
Россия
Севастополь
С. В. Фёдоров
Морской гидрофизический институт РАН
Россия
Россия
Севастополь
Список литературы
1. Mueller J.L. et al. Ocean Optics Protocols For Satellite Ocean Color Sensor Validation. Rev. 4, V. IV: Inherent Optical Properties: Instruments, Characterizations // Field Measurements and Data Analysis Protocols, 2003.
2. IOCCG Protocol Series (2019). Beam Transmission and Attenuation Coefficients: Instruments, Characterization, Field Measurements and Data Analysis Protocols. Boss, E., Twardowski, M., McKee, D., Cetinić, I. and Slade // W. IOCCG Ocean Optics and Biogeochemistry Protocols for Satellite Ocean Colour Sensor Validation. V. 2.0, edited by A. Neeley and I. Cetinić, IOCCG, Dartmouth, NS, Canada.
3. AC-9 Meter. Protocol Document. URL: http://www.comm-tec.com/Prods/mfgs/Wetlabs/Manuals/ac-protocoldocument.pdf (дата обращения: 02.08.2019).
4. Маньковский В.И., Пеньков М.Н., Бондаренко А.С. Прозрачномер для морской прибрежной станции // Системы контроля окружающей среды. 2004. С. 37—39.
5. Gamma-2 Abyss Deep-Sea Transmissometer. URL: https://www.hobilabs.com/cmsitems/attachments/3/Gamma-2%20Abyss%20Manual%20D.pdf (дата обращения: 02.08.2019).
6. Латушкин А.А., Мартынов О.В. Способ определения спектрального показателя ослабления направленного света в морской воде insitu. Патент РФ 2605640 от 27.12.2016. МПК G01N21/59.
7. Артемьев А.А. и др. Прозрачномер морской воды. Патент РФ 2341786 от 20.12.2008. МПК G01N 21/59.
8. Pegau S., Zanevled R.V., Mueller J.L. Inherent Optical Property Measurement Concepts: Physical Principles and Instruments, in Ocean Optics Protocols for Satellite Ocean Color Sensor Validation, Revision 4, Volume IV: Inherent Optical Properties: Instruments, Characterizations, Field Measurements and Data Analysis Protocols, NASA/TM-2003-211621/Rev4-Vol. IV, edited by J.L. Mueller, G.S. Fargion, and C.R. McClain, p. 1—14, NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland. 2003.
9. Twardowski M., Röttgers R., Stramski D. The Absorption Coefficient, in Inherent Optical Property Measurements and Protocols: Absorption Coefficient, Neeley, A.R. (ed.), IOCCG Ocean Optics and Biogeochemistry Protocols for Satellite Ocean Colour Sensor Validation, Volume 1.0, p. 1—17, IOCCG, Dartmouth, NS, Canada. 2008.
10. Кельбалиханов Б.Ф., Матюшенко В.А. Спектрофотометр. Патент СССР 1055973 от 23.11.1983. МПК G01J 3/42.
11. Буренков В.И., Кельбалиханов Б.Ф., Копелевич О.В. Методы измерений оптических свойств морской воды // Оптика океана / Под ред. А.С. Монина. Т. 1, гл. 5. С. 117—118. М.: Наука, 1983.
12. LED Engin. LZ7-N4M100-0000 Datasheet. https://eu.mouser.com/datasheet/2/228/5412935-LED_2520Engin_Datasheet_LuxiGen_LZ7-04M100-1531974.pdf (дата обращения: 02.08.2019).
Рецензия
Для цитирования:
Ли М.Е., Фёдоров С.В. Компенсационный подход к исключению методических погрешностей при измерениях спектральной прозрачности морской воды. Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2019;12(4):78-84. https://doi.org/10.7868/S2073667319040099
For citation:
Lee M.E., Fedorov S.V. Compensatory approach to exclude methodological errors in measurements of spectral transparency of seawater. Fundamental and Applied Hydrophysics. 2019;12(4):78-84. (In Russ.) https://doi.org/10.7868/S2073667319040099
Просмотров:
120
Послать статью по эл. почте 