Дистанционный лазерный четырехволновой метод измерения толщины тонких пленок нефтепродуктов на взволнованной морской поверхности

Дистанционный лазерный четырехволновой метод измерения толщины…

УДК 551.501

Дистанционный лазерный четырехволновой метод

измерения толщины тонких пленок нефтепродуктов

на взволнованной морской поверхности

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия

Статья посвящена актуальной в настоящее время задаче контроля нефтяных за-

грязнений на водной поверхности. Разработан лазерный спектрофотометриче-

ский метод, позволяющий дистанционно проводить измерения толщины пленок

нефти и нефтепродуктов на речных, озерных и морских акваториях. Лазерный из-

меритель основан на использовании четырех длин волны излучения. Он расположен

на авиационном носителе и облучает морскую поверхность вертикально вниз. По-

казано, что разработанный четырехволновой лазерный метод позволяет изме-

рить толщину тонких (толщиной менее длины волны лазерного излучения) пленок

нефти и нефтепродуктов на взволнованной морской поверхности с погрешностью

не более 20 %.

Ключевые слова:

дистанционный лазерный метод, морская поверхность, пленки

нефтепродуктов, измерение толщины пленок

Нефть и нефтепродукты



самые распространенные вещества,

загрязняющие

акваторию нашей планеты [1, 2]. На сегодняшний день

наиболее эффективными для дистанционного измерения толщины

пленок нефтепродуктов на водной поверхности с авиационных носи-

телей являются лазерные флуоресцентные и спектрофотометриче-

ские методы [3

−

6].

Важное преимущество спектрофотометрических методов заклю-

чается в относительной простоте аппаратуры (а следовательно, и ее

относительно низкой стоимости). Недостаток большинства этих ме-

тодов — необходимость проведения многоспектральных измерений

(при использовании нескольких десятков спектральных каналов из-

мерения). Поэтому перспективным направлением является разработ-

ка новых спектрофотометрических методов, позволяющих проводить

измерения толщины пленок нефтепродуктов на водной поверхности

с использованием только нескольких длин волн зондирования.

Будем считать, что лазерный локатор расположен на авиацион-

ном носителе и облучает морскую поверхность в надир (вертикально

вниз). Рассмотрим отражение зондирующего лазерного пучка от

взволнованной морской поверхности. Рассеяние волн оптического

диапазона на морской поверхности удовлетворительно описывается в

рамках метода Кирхгофа, учитывающего зависимость отражательной

способности взволнованной морской поверхности от степени ее не-