Введение к работе
Актуальность пройдеш, изучение и освоение природных ресурсов Ьбірового Океана н внутренних водоемов, контроль за экологическим состоянием гидросферы и исследование ее биопродуктивности оптически-ма методами, решение прикладных задач, связанных с распространением электромагнитного излучения оптического диапазона в водной среде: подеодпой фото- и киносъёмкой, дальностью и качеством подводной связи и т.д. предполагает внедрение.коыыексных измерений оптических свойств морской воды в практику гидрофизических исследований.
Качество и объективность гидрооптических измерений определяются достоверностью исходной информации о собственных оптических характеристиках морской воды (П.Г. X),получаемой с помощью гидрооптической аппаратуры. Однако, при проведении сличений . результатов измерений оптических характеристик, выполняемых синхронно аппаратурой одного типа, наблюдается несопоставимость сравниваемых результатов, причем-раехождекке измеряемых величин ПГХ, в ряде случаев достигает десятков процентов.
Сложизшуюся ситуацию в метрологическом обеспечении гидрооптических измерений в натурных условиях можно объяснить рядом причин:
- отсутствие единых требований к критериям оценки оптических
систем приборов, которым они долины удовлетворять для объективного
воспроизведения измеряемых единиц, с учетом "фактора исследуемой
среды" влияющего на точность натурных измерений:
недостаточно полным' метрологическим обеспечением измерений ПГХ погружаемыми приборами;
отсутствием привязки измерительной аппаратуры по нормируемым характеристикам к Государственной поверочной схеме.
Решением этих вопросов неразрывно связано с "практикой высокоточных гидрооптических измерений и является актуальным на данном этапе исследований.
Дедь работы.
- обобщенный анализ систематических погрешностей, характерных
длл погружаемых измерителей ПГХ и обоснование критериев оценки мет
рологических параметров гидрооптической аппаратуры с учетом влияния
оптических свойств исследуемой среды на точность измерений:
- обоснованный выбор оптимальных геометрических и фотометричес
ких параметров оптических систем для погружаемых измерителей комп
лекса ПГХ;
- совершенствование методик градуировки измерительной аппаратуры
применительно к экспедиционным условиям;
- внедрение результатов исследований в практику гидрооптических
измерений.
Реализация работы. Диссертация выполнена в результате исследований, проведенных на базе ВНИИ оптико-физических измерений и ЮАН СССР им. П П. Ширшова.
Для реализации поставленной цели были использованы материалы, полученные автором при выполнении серии НИР, посвяирняых разработке погружаемой гидрооптической аппаратуры и средств метрологического обеспечения измерений ПГХ
Разработанный измерительные системы, а также методики натурных измерений ПГХ и градуировки приборов могут быть использованы при проведеній комплексных экспедиционных исследований оптических свойств морской воды.
Основные задачи исследований.
1. Проведение комплексного анализа систематических погрешностей измерений спектральных показателей ослабления {6а )»поглощения (д) и характеристик расеяния (otyy , Х(У) и О1 ) излучения морской водой зондирующей аппаратурой с учетом влияния оптических свойств исследуемой среды на метрологические параметры приборов.
-
Габаритный и энергетический расчеты оптических систем измерителей д , о^/у і Х(у) и af д . построенных с учетом обоснованных критериев их оптимизации.
-
Разработка конструкции погружаемых измерителей, ігетодик их градуировки и нэтрологической аттестации, обеспечивающих воспроизведение измеряемых величин д , <э(%) и а? л в абсолютных единицах с минимальными методическими погрешностями.
4. Отработка штодик градуировка аппаратуры и измерений ПГХ в
экспедиционных условиях. Проведение натурных исследований с помощью
разработанных приборов.
Научная новизна и практическая значимость работы.
1. Впервые проведен комплексный анализ систематических погрега-
воетей измерений ПГХ и количественная оценка влияния на них оптичес
ких свойств исследуемой среды,
-
Разработаны оригинальные оптические системы и конструкция измерителя комплекса ПГХ с оптимальными соотношениями угловых, линейных и фотоиетрических параметров, датацие возможность практически полностью исключить вероятность рззъвсткровки приборов при работе в режиме зондирования и позволяйте существенно повысить надежность абсолютных измерений ПГХ контактным методом.
-
Выведены аналитические соотношения, позволяющие рассчитать систематические поправки на эффект переотражэния излучения в пакете из нескольких ослабителей. Предлогана доступная штодпка градуировка коэффициента пропускания набора с оптимальным числом ослабителей в нем.
-
Разработана методика градуировки фотоиетрических скал измерителей ^(У) и «Рд в экспедиционных условиях с помощью набора ослабителей, устанавливаемых в пакет. Предложены выражения для расчета систематических погрешностей измерения 6л и ^Ц) < позволяю^
-4-объективно оценить точностные возможности измерительной гидрооптической аппаратуры на современном этапе.
Внедрение. Результаты исследований использовались при разработке оптических систем, конструкции, методик градуировки и метрологической аттестации гидрооптической аппаратуры в рамках НИР с Институтом океанологии АН СССР, Институтом термофизики и электрофизики АН ЭССР, Тихоокеанским океанологическим институтом АН СССР.
Разработанная аппаратура внедрена этими организациями в практику гидрооптических измерений.
Дополнительные сведения. Представленная в работе аппаратура создана во ВНИйМй совместно с сотрудниками организаций заказчиков. Личное участие автора заключалось в подготовке ТЗ, разработке методик натурных измерений, расчете оптических систем приборов, конструировании основных оптико-механических узлов, разработке методик сборки, юстировки оптических систем, градуировки и метрологической аттестации аппаратуры, в проведении натурных испытаний измерителей и участии в исследованиях ПГХ Из публикаций, написанных совместно с другими авторами, в диссертации использовались материалы, подготовленные непосредственно. Автором.
Апробация. Основные результаты диссертационной работы и её отдельные положения докладывались на семинарах лабораторий ВНЮКХИ, на 1-й и 3-й Всесоюзной научно-технической конференции "Фотометрия и ев метрологическое обеспечение", на 3-м Пленуме рабочей группы по оптике океана Комиссии АН СССР по проблемам мирового океана, на семинарах оптического отдела КО АН СССР им. П. П. Ширшова.
Публикации. По основным материалам диссертации опубликовано 14 работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения и библиографии. Работа содержит .MS", страниц
машинописного текста, 16 таблиц, 30 рисунков и список литературы, вклчающий 82 наименования.
Теоретические и экспериментальные исследования по теме диссертации проводились во ВНИИОФИ.
Разработанная аппаратура использовалась при исследованиях оптических .характеристик совместно с Институтом океанологии АН СССР в гидрофизических экспедициях в акваториях Тихого, Индийского и Атлантического океанов в 19-м, 28-м, 33-м, 36-м, 39-м рейсах научно-исследовательского судна "Дмитрий менделєєв", а также 41-м рейсе НИС "Академик Курчатов". Автор непосредственно принимал участие в ходовых испытаниях аппаратуры. Разработанные приборы использовались так же в ряде экспедиций в акваториях Чзрного и Средиземного моря.
