Состав изделия
В состав прибора входят следующие основные функциональные части, объединенные в единую конструкцию в его корпусе (рисунок 1):
- источник света;
- светоприемник;
- модулятор;
- усилитель;
- объектив;
- светофильтр.
Устройство и работа изделия
Принцип работы прибора основан на различных значениях коэффициентов отражения светового потока от чистой водной поверхности и водной поверхности с пленкой нефти и нефтепродуктов.
Прибор представляет собой оптический локатор, работающий в ИК – диапазоне (длина волны 880 нм). Этот диапазон выбран с целью повышения помехоустойчивости работы прибора за счет уменьшения влияния солнечной радиации на его работу.
В качестве источника света используются ИК – светодиоды, в качестве светоприемника – фотодиод. Для фокусирования на фотодиоде отраженного от поверхности воды светового потока используется объектив "Мир-1В", на который попадает свет, прошедший через светофильтр ИКС-1 с длиной волны пропускания 880 нм.
Выходной сигнал фотодиода усиливается и передается в ПЭВМ для обработки по специальной программе с целью формирования сигнала о наличии (или отсутствии) пленки нефти и нефтепродуктов на поверхности воды в поле зрения прибора.
Световой поток ИК – излучения, облучающий поверхность воды, модулируется сигналами, поступающими на источник света с модулятора прибора. Частота модуляции светового потока – 100 Гц, длительность светового импульса – 20 мкс.
Аналогично модулируется работа светоприемника и усилителя его выходного сигнала. Наличие модуляции светового потока и тракта формирования выходного сигнала позволяет существенно уменьшить среднюю мощность, потребляемую источником света, при достаточно высокой интенсивности светового потока в импульсе и получить информацию об уровнях выходного сигнала, как при облучении прибором водной поверхности, так и при отсутствии такого облучения. Разница в уровнях этих сигналов с достаточно высокой степенью достоверности характеризует световой поток, отраженный от водной поверхности, что позволяет сформировать сигнал о наличии пленки нефти или нефтепродуктов в поле зрения прибора.
Включение прибора осуществляется над чистой водной поверхностью в его поле зрения. Уровень отраженного сигнала в момент включения прибора принимается в качестве его фонового значения, разница между текущим значением отраженного сигнала и его фоновым значением, превышающая некоторый пороговый уровень, свидетельствует о наличии пленки нефти или нефтепродуктов в поле зрения прибора.
Формирование сигнала о наличии пленки осуществляется в ПЭВМ, при этом оператору, работающему на этой ПЭВМ, предоставляется возможность корректировки некоторых параметров алгоритма обработки информации, поступающей с прибора, с целью адаптации алгоритма обработки информации к конкретным условиям, складывающимся при работе в акватории. Характеристика этих возможностей и порядок их использования приведены в руководстве оператора по использованию программы, обеспечивающей прием и обработку на ПЭВМ выходного сигнала прибора.
Результаты обработки выходного сигнала прибора отображаются на экране монитора этой ПЭВМ в виде наличия или отсутствия сигнала "Пленка". Появление сигнала "Пленка" фиксируется во времени, а при установке прибора на судне, оснащенном системой спутниковой навигации, привязывается к координатам места нахождения судна в момент появления сигнала, а также архивируется.
С целью обеспечения возможности контроля появления сигнала "Пленка" при нахождении оператора в непосредственной близости от прибора на приборе в его верхней части установлен светодиод, загорающийся по сигналу с ПЭВМ синхронно с появлением сигнала "Пленка" на экране ПЭВМ.
Конструктивно прибор выполнен в герметичном алюминиевом корпусе, исполнение водозащищенное, обеспечивающее защиту прибора от дождя, струи воды и попадания внутрь воды при заливании волной.
6) CTD-зонд
Настоящий этап работы, выполняемый в 2001 г по созданию нового CTD-зонда с существенно улучшенными характеристиками, соответствует "Эскизному проекту". В проекте проведены выбор и обоснование основных технических решений, выполнены макетирование и лабораторные испытания принципиально важных узлов.
Отечественной промышленностью выпускаются малыми сериями малогабаритные CTD-зонды, но их метрологические характеристики не удовлетворяют современным требованиям и значительно уступают зарубежным аналогам такого же класса. Например, известны две модификации малогабаритного CTD-зонда, разработанного в ЦКБ ГМП (г. Обнинск). Первая модификация зонда представляет собой кабельный вариант, рассчитанный на глубину 250 м, поставляемый с мини- лебедкой, снабженной токосъемником. Вторая модификация зонда имеет внутренний блок памяти и поэтому используется без кабеля. Прибор опускается за борт на обычном тросе с лебедки любого типа, данные считываются из блока памяти в компьютер после подъема зонда на поверхность.
В качестве датчиков в мини-зонде ЦКБ ГМП используются индуктивный датчик электропроводимости, платиновый термометр сопротивления ПТС-100 и тензометрический датчик глубины типа Д-2,5. Электронная схема второй модификации зонда построена уже не по схеме с жесткой логикой, а на базе микропроцессора.
По метрологическим характеристикам этот зонд относится к приборам среднего класса точности: погрешность по электропроводимости в пересчете на соленость составляет 0,035%о, по температуре - 0,03°С , по давлению - 0,5% от диапазона измерения. Примерно такие же характеристики имеют CTD-зонды последних разработок Гидрофизина (г. Севастополь), например серия зондов “Катран”. Совсем недавно такие показатели точности считались достижением по сравнению с ранее выпускавшимися отечественными приборами типа самописцев различных модификаций. Однако по современным нормам - это весьма низкие показатели, уступающие зарубежным аналогам примерно в 10 раз. Основные причины недостаточно высоких показателей отечественных зондов заключаются в использовании морально устаревших технических решений, применении несовершенной элементной базы, в отсутствии современных передовых технологий как в процессе изготовления изделий, так и в метрологическом обеспечении.
