Устройство для исследования модели подводного светового поля (его варианты)

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 060880 (21) 2968421/18-25 (51) М.КЛ ° с присоединением заявки ¹â€”

G 01 N 21/40

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (531УДК 535.8 (088. 8) Опубликовано 07.0882. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 070882 (72) Авторы изобретения

А.И Полутов Б.п.вурдило и В И Шевцов

Тихоокеанский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МОДЕЛИ

ПОДВОДНОГО СВЕТОВОГО ПОЛЯ (ЕГО

ВАРИАНТЫ) 10

25

Изобретение относится к исследованию гидрооптических характеристик водя, преимущественно морской, в зависимости от концентрации биогенных элементов как в растворенном виде, так и во взвесях, и может быть использовано в медико-биологических областях, в пищевой и нефтехимической промышленности.

Известны устройства для проведе. ния исследований процессов рассеяния света от искусственных источников в воде как сложной в биологическом, химическом и физическом аспектах системы(1).

Наиболее близким техническим решением является лабораторный стоксполяриметр для исследования подводного светового поля, содержащий оптически связанные источник света, емкость с иллюминаторами, заполняемую исследуемой жидкостью, анализатор светового луча, состоящий иэ объектива и поляроида, установленного с возможностью вращаться вокруг оси светового луча, и фотоэлектрический умножитель(2).

К недостаткам можно отнести отсутствие воэможности получения углового и пространственного распределения параметров Стокса рассеянного подводного светового поля.

Целью изобретения является получение более полной информации об исследуемом объекте.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для исследования модели подводного светового паля, содержащее оптически связанные источник света, емкость с иллюминаторами, заполняемую исследуемой жидкостью, анализатор светового луча, состоящий из объектива и поляроида, уста новленного с возможностью вращения вокруг продольной оси светового луча, и фотоэлектрический умножитель, снабжено втулкой, вмонтированной в один из иллюминаторов, поляризационным фильтром, размещенным во втулке, фазовой пластиной, установленной между объективом и поляроидоч с возможностью вращения в двух взаимно . перпендикулярных плоскостях„светофильт- ром, установленным на выходе анализатора светового луча перед фотоэлектри. ческим умножителем,при этом емкость, заполняемая исследуемой жидкостью, выполнена в виде куба, а иллюминаторы расположены по одному в центре каждой грани и каждого ребра таким

949431 образом, что оси, проходящие через центр иллюминаторов, пересекаются в центре куба, а угол между двумя соседними осями, лежащими в одной плоскости, составляет 45.

В другом:варианте емкость, заполняемая исследуемой жидкостью, выполнена в виде сферы, а иллюминаторы расположены на поверхности сферы в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, причем угловое рас- 10 стояние между двумя соседними иллюминаторами, лежащими в одной плоскости, одинаково.

На фиг. 1 приведено устройство, общий вид; на фиг. 2 — емкость для исследуемой жидкости в виде куба, на фиг. 3 - то же,в виде сферы.

Устройство для исследования модели подводного светового поля содержит емкость 1, заполняемую исследуемой жидкостью, выполненную в виде куба с иллюминаторами 2, расположенными в трех взаимно перпендикулярных плоскостях под углом 45О друг .к другу в каждой плоскости, т.е. по одному в центре каждой грани и на каждом ребре. В иллюминаторах установлены резьбовые втулки 3, на свободных концах которых, кроме одной, смонтирован источник света 4, размещенный в кожухе 5, в котором встро4 ена кассета б для установки поляризационного фильтра.

На одну из втулок 3 насажЕн объектив 7 с регулируемой диафрагмой 8.

В тубусе объектива установлена по- . 3з лая полуось 9 камеры 10, в которой размещена фазовая пластинка 11, например кварцевая, обрамленная в рамку 12, смонтированной на вертикальном валу 13..Второй полуосью каме- 40 ра 10 введена в патрон 14, в котором установлен поляроид 15. Патрон 14, в свою очередь, введен в неподвижную переходную втулку 16, выполненную кассетой 17 для установки свето- д5 фильтров 18. С противоположного конца в переходную втулку 16 введен тубус 19 фотоэлектрического.умножителя.

Камера 10 выполнена с двумя кольцевыми шкалами 20 и 21, первая из которых позволяет регистрировать положение фазовой пластинки 11 в горизонтальной, а вторая — в вертикальной плоскости.

Переходная втулка 16 также снабжена кольцевой шкалой 22, позволяющей регистрировать положение поляроида 15. ,емкость 1, заполняемая исследуемой жидкостью, дополнительно снабжена патрубком 23 для заливки исследуемой жидкости, патрубком 24 для выпуска воздуха и сливным патрубком 25.

Во втором варианте устройство выполненс аналогично, при наличии 65 всех перечисленных в первом варианте устройстве узлов и элементов, но при этом емкость 1, заполняемая исследуемой жидкостью, выполнена в виде сферы с иллюминаторами, расположенными на равном расстоянии один от другого, например, через 45, 30 и т.д. (фиг.3) .

Устройство работает следующим образом.

В емкость 1 заполняют исследуемую жидкость. В кассету 6 в кожухе 5 .вставляют рамку без поляризационного фильтоа. Оси поопускания фазовой пластинки 11 и поляроида 15 устанавливают под 0, включают источник света 4 и с помощью ФЭУ 19 измеряют интенсивность рассеянной радиации 1„, прошедшей через набранную комбинацию поляризационных фильтров.

Затем устанавливают оси пропускания фазовой пластинки и поляроида под углом 90 и измеряют интенсиво ность рассеянной радиации 1,2 .

Затем оси устанавливают под 45 и измеряют интенсивность t>, и,«аконец, ось пропускания фазовой пластинки устанавливают под углом 1=0, а ось поляроида — под углом у = 45 и измеряют интенсивность 14

Иэ четырех измерений определяют вектор Стокса:

$ = 1 +1д $ = 21 - S

1 3

$ = 1 - 1 $4= 214

$, S>, S4 — параметры Стокса.

Эти четыре параметра полностью определяют состояние светового излучения. Первый параметр $4 характеризует энергию поля, S — поляризацию под углом Оо $> — поляризацию под углом 45э, $4- круговую правоциркулярную поляризацию.

Для понимания внутренних причин, обусловленных состоянием жидкости, вызывающих то или иное изменение поля в ней, необходимо иметь данные об оптических характеристиках самой жидкости. Последние зависят.от свойств растворенных и взвешенных в ней веществ, имеющих определенное биологическое или теригенное происхождение.

Оптическую характеристику свойств жидкости дает матрица рассеяния: (и ы 1з 14

dg) d 23 24

34 3 э 34 4 d4ò 43 d44 (н) где 61 = $

S - параметр Сток са, выходящего исследуемого луча света; .— интенсивность света.

Для определения матрицы рассеяния в кассету б вставляет рамку с поляризационным фильтром, а оси пропуска949431 ния ot.и у фазовой пластинки и поляроида устанавливают поочередно таким же образом, как при определе-. нии параметров Стокса, и определяют S ." ..

Таким образом, включая поочеред- 5 но или одновременно источники света

4, измеряют параметры Стокса и матрицу рассеяния, которые дают достаточно полную характеристику подводного светового поля. о

Выполнение емкости 1, заполняемой исследуемой жидкостью, в виде сферы имеет преимущество перед кубической формой и в том, что в сфере можно расположить иллюминаторы 2 под любым углом в различных плоскостях, например 10, 15, 30, 45 .и др.

Кроме того, в сфере источники, 20 света расположены на равном расстоянии от центра, что создает лучшие условия для проведения исследования ° Чтобы устранить этот недостаток в Емкости кубической Формы, втул- 25 ки 3 с источниками света выполнены с резьбой с тем, чтобы регулировать расстояние источников до центра емкости.

Формула изобретения

1. Устройство для исследования модели подводного светового поля, содержащее оптически связанные ис- 35 точник света, емкость с иллюминаторами, заполняемую исследуемой жидкостью, анализатор светового луча, состоящий из объектива и поляроида, установленного с возможнос- 40 тью вращения вокруг оси светового луча, и фотоэлектрический умножитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью получения более полной информации об исследуемом объекте, 45 она снабжено втулкой, вмонтированной в один из иллюминаторов, поляризвционным фильтром, размещенным во втулке, фазовой пластиной, установленной между объективом и поляроидом с воэ-. 50 можностью вращения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, светофильтром, установленным на выходе анализатора светового луча перед фотоэлектрическим умножителем, при этом емкость, заполняемая исследуемой жидкостью, выполнена в виде куба, а иллюминаторы расположены по одному в центре каждой грани и каждого ребра таким образом, что оси, проходящие через центры иллюминаторов, пересекаются в центре куба, а угол между двумя соседними осями, лежащими в одной плоскости, составляет

2. Устройство для исследования модели подводного светового поля, содержащее оптически связанные источник света, емкость с иллюминаторами, заполняемую исследуемой жидкостью, анализатор светового луча, состоящий из.объектива и поляроида, установленного с возможностью вращения вокруг оси светового луча, и фотоэлектрический умножитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью получения более полной информации об Исследуемом объекте, оно снабжено втулкой; вмонтированной в один из иллюминаторов, поляризационным фильтром, размещенным во втулке, фазовой пластиной, установленной между объективом и поляроидом с воэможностью вращения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях; светофильтром, установленным на выходе анализатора светового луча перед фОтоэлектрическим умножителем, при этом емкость, заполняемая исследуемой жидкостью, выполнена в виде сферы, а иллюминаторы расположены на поверхности сферы в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, причем угловое расстояние между двумя соседними иллюминаторами, лежащими в одной плоскости, одинаково.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Полутов А.И. Применение поляризованного излучения на промысле кальмаров.-"Рыбное хозяйство", 197б.

2. Исследование информационных характеристик световых полей в промяшленном рыболовстве. — Отчет Тихоокеанского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океано графии.Владивосток,1978, Р 76080597,, с. 11.

949431

Фиг Р

Составитель Л.Смирнов

Техред M.Tenep

Редактор Н.Гунько

Корректор М.Коста

5733/28 Тираж 887

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4