MD4295C1

MD4295C1 - Metodă de măsurare a dimensiunilor petelor de produse petroliere pe suprafaţa apei la distanţă

Info

Publication number: MD4295C1
Application number: MDA20130019A
Authority: MD
Inventors: Аркадий КИРИЦА
Original assignee: Государственный Университет Молд0
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2015-02-28
Also published as: MD4295B1

Abstract

Invenţia se referă la metodele de măsurare a dimensiunilor obiectelor îndepărtate prin metode optice.Metoda de măsurare a dimensiunilor petelor de produse petroliere pe suprafaţa apei la distanţă constă în aceea că se iluminează pata cu un rastru interferenţial în forma unui fascicul plan-paralel cu o perioadă constantă a rastrului la o distanţă mai mică ca lungimea de coerenţă a radiaţiei laser, totodată rastrul interferenţial este format ca rezultat al interferenţei a două fascicule laser plan-paralele, reflectate de muchiile plăcii cuneiforme cu suprafaţa posterioară semitransparentă. Dimensiunile petei se determină reieşind din perioada cunoscută a rastrului interferenţial.

Description

Invenţia se referă la metodele de măsurare a dimensiunilor obiectelor îndepărtate prin metode optice.

Sunt cunoscute metode de microscopie holografică interferenţială, care permit măsurarea dimensiunilor microobiectelor [1, 2].

Dezavantajele acestor metode constau în aceea că ele pot fi aplicate doar pentru microobiectele prin care trece lumina şi că ele necesită programe speciale de calculator sau calcule destul de complicate.

Mai este cunoscută metoda de microscopie holografică interferenţială, care se bazează pe procesul de interferenţă a fluxului laser la trecerea acestuia prin microobiectul studiat. La înregistrarea hologramei, microobiectul se iluminează cu un rastru interferenţial cu o perioadă cunoscută. La suprapunerea fascicolului laser de referinţă şi a rastrului interferenţial pe imaginea microobiectului se înregistrează holograma microobiectului cu suprapunerea hologramei rastrului interferenţial. La restabilirea hologramei astfel înregistrate pe ecran se observă imaginea microobiectului cu cea a rastrului interferenţial. Dimensiunea microobiectului se determină din perioada cunoscută a rastrului interferenţial [3].

Dezavantajul acestei metode constă în pierderea parţială a informaţiei despre microobiect în sectoarele întunecate ale rastrului interferenţial.

Problema pe care o rezolvă invenţia constă în măsurarea dimensiunilor petelor de produse petroliere pe suprafaţa apei la distanţă.

Metoda, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că se iluminează pata cu un rastru interferenţial în forma unui fascicul plan-paralel cu o perioadă constantă a rastrului la o distanţă mai mică ca lungimea de coerenţă a radiaţiei laser, totodată rastrul interferenţial este format ca rezultat al interferenţei a două fascicule laser plan-paralele, reflectate de muchiile plăcii cuneiforme cu suprafaţa posterioară semitransparentă. Dimensiunile petei se determină reieşind din perioada cunoscută a rastrului interferenţial.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1-4, care reprezintă:

- fig. 1, schema optică pentru măsurarea dimensiunilor petelor petroliere pe suprafaţa apei la distanţă;

- fig. 2a), imaginea petei de ulei pe suprafaţa apei iluminate cu rastrul interferenţial;

- fig. 2b), determinarea dimensiunilor petei de ulei;

- fig. 3, schema măsurării dimensiunilor obiectelor, care depăşesc diametrul fascicolului rastrului interferenţial;

- fig. 4, distribuţia spectrală a fotoluminescenţei uleiului de motor SAE 15W-40 API SG/CD.

În fig.1 este reprezentată schema optică, construită în baza laserului cu lungimea de coerenţă de cel puţin 50 m. Fascicolul laser 1 plan-paralel este proiectat pe o placă cuneiformă 2 cu suprafaţa posterioară semitransparentă. Ca rezultat al interferenţei fluxurilor laser reflectate de suprafeţele frontală şi posterioară ale plăcii 2, obiectul studiat 3, de exemplu, o pată de produs petrolier, este iluminat cu rastrul interferenţial cu perioada d cunoscută. Deoarece placa 2 este iluminată cu un fascicul laser 1 plan-paralel, fascicolele reflectate de placa 2 de asemenea vor fi plan-paralele şi perioada rastrului nu se modifică la aflarea obiectului studiat 3 la o distanţă de până la 50 m. Fluxul laser, reflectat de la suprafaţa obiectului şi de la suprafaţa apei, care îl înconjoară, se proiectează cu ajutorul unui obiectiv 4 pe un ecran 5. Pe ecran 5 se vede imaginea obiectului 3 cu aplicarea rastrului interferenţial cu perioada cunoscută d. Dimensiunea obiectului 3 se determină din perioada cunoscută d.

Exemplul 1

Schema optică (fig. 1) este construită în baza laserului DPSS cu lungimea de undă λ=532 nm şi lungimea de coerenţă mai mare de 50 m. Cu fascicolul laser plan-paralel cu diametrul de 24 mm se iluminează placa 2 cuneiformă. Unghiul dintre suprafeţele plăcii 2 este de 1,2″, ceea ce formează rastrul interferenţial cu perioada d=3 mm. În calitate de obiect studiat 3 pe suprafaţa apei se aplică o picătură de ulei de motor SAE 15W-40 API SG/CD. La reflectarea fascicolului laser de la suprafaţa picăturii de ulei şi a apei din jur, pe ecran se observă imaginea obiectului 3 cu aplicarea rastrului interferenţial cu perioada cunoscută d=3 mm (fig. 2a). Dimensiunile obiectului se determină, reieşind din perioada cunoscută d a rastrului interferenţial (fig.2b).

Exemplul 2

Dacă dimensiunea obiectului studiat (petei de ulei) 3 (fig. 3) depăşeşte diametrul fascicolului rastrului interferenţial, rastrul se proiectează pe suprafaţa apei în vecinătatea petei de ulei. Diametrul petei, ca şi în exemplul 1, poate fi determinat reieşind din perioada cunoscută d a rastrului interferenţial.

Exemplul 3

La iluminarea petei de produse petroliere cu radiaţie laser cu lungimea de undă λ=532 nm se observă procesul de fotoluminescenţă. Pentru vizualizarea fotoluminescenţei fascicolul laser reflectat de obiect 3 se transmite prin polarizatorul liniar. Radiaţia laser este polarizată liniar şi la unghiul polarizatorului liniar β=90° radiaţia laser nu trece prin placa din turmalină. Astfel, după trecerea fascicolului laser reflectat prin polarizator, se observă numai fotoluminescenţa uleiului de motor, iar radiaţia laser λ=532 nm este “tăiată” integral de polarizator. După spectrul luminescenţei se pot distinge petele de produse petroliere de alte obiecte pe suprafaţa unui bazin de apă. De exemplu, la iluminarea petei de ulei SAE 15W-40 API SG/CD cu fascicolul laser cu lungimea de undă λ=532 nm şi puterea de 30 mW/cm2 se observă fotoluminescenţa uleiului de motor (fig.4).

1. Бабенко В.А., Константинов В.Б., Малый А.Ф. Возможность использования метода голографической интерференционной микроскопии для исследования живых фазовых объектов. Письма в Журнал Технической Физики, 2007, т. 33, вып. 8, p. 77-80

2. Константинов В.Б., Бабенко В.А., Малый А.Ф. Голографический интерференционный микроскоп для исследования микрообъектов. Журнал Технической Физики, 2007, том 77, вып. 12, p. 92-95

3. MD 278 Z 2010.09.30

Claims

Metodă de măsurare a dimensiunilor petelor de produse petroliere pe suprafaţa apei la distanţă, care constă în aceea că se iluminează pata cu un rastru interferenţial în forma unui fascicul plan-paralel cu o perioadă constantă a rastrului la o distanţă mai mică ca lungimea de coerenţă a radiaţiei laser, totodată rastrul interferenţial este format ca rezultat al interferenţei a două fascicule laser plan-paralele, reflectate de muchiile plăcii cuneiforme cu suprafaţa posterioară semitransparentă, iar dimensiunile petei se determină reieşind din perioada cunoscută a rastrului interferenţial.