Принцип дистанційного контролю наявності розчинених газів у водному середовищі

Abstract

Надається методика, яка дозволяє проводити дистанційну оцінку малих концентрацій газів, розчинених у воді на великих глибинах, в основі якої лежить використання методу модуляційної лазерної спектроскопії в комбінації з використанням волоконно-оптичної лінії зв’язку. Показані особливості та переваги використання методу модуляційної лазерної спектроскопії для спектрального аналізу у водних середовищах з великим згасанням. Розроблена структурна схема вимірювальної системи, основними частинами якої є одномодова волоконно-оптична лінія зв’язку, лазерний діод, який перебудовується за частотою, і датчик у вигляді порожнистого дзеркального еліпсоїдального відбивача. Розглянуто принцип самофокусування випромінювання в зазначеному датчику. Оцінена доцільність застосування модуляційної лазерної спектроскопії та вимірювальної системи для задач аналізу водних середовищ.

Представлена методика, позволяющая проводить дистанционную оценку малых концентраций газов, растворенных в воде на больших глубинах. Показаны особенности и преимущества использования метода модуляционной лазерной спектроскопии для спектрального анализа в водных средах с большим затуханием. Разработана структурная схема измерительной системы, основными частями которой являются одномодовая волоконно-оптическая линия связи, перестраиваемый по частоте лазерный диод и датчик в виде полого зеркального эллипсоидального отражателя. Рассмотрен принцип самофокусировки излучения в указанном датчике. Оценена целесообразность применения модуляционной лазерной спектроскопии и измерительной системы для задач анализа водной среды.

Method permitting to perform remote estimation of low concentrations of gas dissolved in water on great depths is presented. Features and advantages of application of the method of modulation laser spectroscopy for spectral analysis in water environment with high attenuation are shown. Developed is the structure scheme of a measuring system the main parts of which are a single mode fiber optic line, a tunable laser diode and an optical detector based on a reflective ellipsoidal chamber. The principle of self focusing in the stated sensor is considered. Expediency of application of the modulation laser spectroscopy method and the measuring system for water environment analysis is evaluated.