Page 5 - Акустооптические спектральные приборы для задач экологии

ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2012

137

личные режимы измерений, а именно регистрацию спектров, времен-

ных зависимостей и режим произвольной спектральной адресации.

Кроме того, современная элементная база позволяет значительно

сократить размеры аппаратуры, осуществлять предварительную об-

работку информации непосредственно в приборе, выдавая мини-

мально необходимое количество информации, что важно для опти-

мизации объема информации в линиях связи и в базах полученных

данных.

Дистанционный измеритель температуры и GPS-приемник до-

полняют спектры сопутствующей информацией: температурой и

пространственной привязкой. Мини-спектрометр на основе дифрак-

ционной решетки и линейки фотодетекторов обеспечивает регистра-

цию всего спектра в режиме реального времени. Он работает непре-

рывно, получая «мгновенную» информацию о спектре с «грубым»

разрешением. При регистрации мини-спектрометром исследуемых

участков в спектре восходящего излучения включается АО-спек-

трометр для более детального измерения выделенных участков.

Для исследований были выбраны 16 точек акватории Азовского

моря с разными типами водных масс, на которые оказывают влияние

стоки рек Дона, Кубани, Обиточной, а также стоки промышленных

городов Мариуполя, Бердянска, Темрюка, Ейска. В качестве основ-

ной определяемой величины выбран коэффициент спектральной яр-

кости (КСЯ) водной толщи. Для этого проводились измерения трех

величин: СПЭЯ водной поверхности, СПЭЯ участка неба, обуслов-

ливающего составляющую в яркости водной поверхности вследствие

рэлеевского отражения этого участка и СПЭЯ от эталонного внут-

реннего источника.

Высокая спектральная разрешающая способность аппаратуры и

точная привязка выделяемых спектральными каналами участков к

шкале длин волн позволили выявить в спектрах и более тонкие эф-

фекты. Так, можно уверенно различить характерные признаки, обу-

словленные поглощением света пигментами фитопланктона. Кроме

того, в ряде спектров проявляется структура, возникающая в резуль-

тате поглощения хлорофилла. По характерным признакам получен-

ных оптических спектров были оценены концентрации некоторых

присутствующих в воде примесей.

Таким образом, проведенные исследования показали, что разра-

ботанный спектрометрический комплекс может быть использован

для распознавания загрязнения толщи воды выбросами промышлен-

ных предприятий, загрязнения поверхности воды нефтепродуктами,

количественного определения содержания хлорофилла, распределе-

ния желтого вещества и минеральной взвеси в водах морей и океа-

нов, распознавания видов фитопланктона, оценки степени покрытия

водоемов растительностью.