пространственно-угловую разрешающую способность, возможность
фильтрации и временного стробирования полезного сигнала на фоне
помех (солнечных бликов, импульсов обратного рассеяния от атмо-
сферных слоев и т.п.).
У всех существующих методов обнаружения нефтяных загрязне-
ний на водной поверхности наблюдается общий недостаток — неболь-
шая надежность обнаружения тонких пленок нефтепродуктов.
Далее приведено описание метода обнаружения нефтяных загряз-
нений на водной поверхности, который позволяет надежно обнару-
живать тонкие пленки нефтепродуктов. Метод основан на определе-
нии второй производной (по длине волны излучения) коэффициента
отражения системы “воздух–пленка нефтепродукта–вода”, и для его
реализации может быть использован один перестраиваемый по длине
волны в узком спектральном диапазоне лазер ближнего или среднего
ИК диапазона спектра.
Пусть узкий пучок ИК-излучения направляется на водную поверх-
ность вертикально вниз. При измерениях в ближней зоне зондирова-
ния мощность
P
п
регистрируемого приемником сигнала (от блика на
водной поверхности) можно записать в виде [11, 12]
P
п
=
P
0
R
ref
(
λ
)
,
(1)
где
P
0
— мощность, излучаемая источником;
R
ref
(
λ
)
— коэффициент
отражения поверхности;
λ
— длина волны зондирующего излучения.
В случае присутствия на водной поверхности нефтяных загряз-
нений коэффициент отражения
R
ref
(
λ
)
будет зависеть от толщины
нефтяной пленки
d
, оптических характеристик нефти и длины волны
излучения
λ
. При вертикальном падении излучения на поверхность
для коэффициента отражения трехслойной системы “воздух–пленка
нефтепродукта–вода”
R
ref
(
λ, d
)
имеем [13, 14]
R
ref
(
λ, d
)
∼
=
r
2
12
+
r
2
23
T
2
(
λ
) + 2
r
12
r
23
T
(
λ
) cos 2
β
(
λ, d
)
1 +
r
2
12
r
2
23
T
2
(
λ
) + 2
r
12
r
23
T
(
λ
) cos 2
β
(
λ, d
)
,
(2)
где
T
(
λ
) = exp
−
4
πk
2
(
λ
)
d
λ
;
r
12
=
−
(1
−
n
2
(
λ
))
2
+
k
2
2
(
λ
)
(1 +
n
2
(
λ
))
2
+
k
2
2
(
λ
)
;
r
23
=
(
n
2
(
λ
)
−
n
3
(
λ
))
2
+ (
k
2
(
λ
)
−
k
3
(
λ
))
2
(
n
2
(
λ
) +
n
3
(
λ
))
2
+ (
k
2
(
λ
) +
k
3
(
λ
))
2
;
β
(
λ, d
) =
2
πd
λ
n
2
(
λ
);
n
2
,
3
(
λ
)
, k
2
,
3
(
λ
)
— показатели преломления и поглощения нефти и воды;
r
2
12
,
r
2
23
— коэффициенты отражения на границе сред “воздух–нефть”
и “нефть–вода”;
T
(
λ
)
— коэффициент пропускания пленки нефти.
4 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2010. № 3
