RU157814U1

RU157814U1 - LASER FLUORIMETER FOR RESEARCH OF UNDERWATER ENVIRONMENT

Info

Publication number: RU157814U1
Application number: RU2015100479/28U
Authority: RU
Inventors: Александр Юрьевич Майор; Илья Олегович Букин; Павел Анатольевич Салюк
Priority date: 2015-01-12
Filing date: 2015-01-12
Publication date: 2015-12-10

Abstract

1. Лазерный флуориметр для исследования подводной среды, содержащий компьютер, оптически связанные между собой источник лазерного излучения, поворотное зеркало, эспандер, светофильтры, оптический анализатор с подводящим световодом, состоящий из последовательно соединенных полихроматора, электронно-оптического преобразователя, оптической системы передачи изображения и цифровой видеокамеры, который соединен с компьютером посредством данной цифровой видеокамеры, при этом лазерный флуориметр выполнен с двумя приемными световыми каналами, а количество поворотных зеркал и светофильтров соответствует числу приемных световых каналов, отличающийся тем, что он дополнительно содержит приемные собирающие объективы, число которых соответствует данному числу приемных световых каналов, а также содержит и направляющий световой импульс и принимающий данные индуцированные световые импульсы иллюминаторы, при этом источник лазерного излучения подключен к компьютеру, а вход его луча соединен со входом эспандера, выход которого через поворотное зеркало оптически связан с иллюминатором, направляющим световой импульс в водную среду, а каждый из принимающих индуцированные световые импульсы иллюминаторов, образующих каждый отдельный приемный световой канал лазерного флуориметра, оптически последовательно связан со светофильтром и приемным собирающим объективом, причем, между иллюминатором, принимающим световой импульс, индуцированный от дна водной средой, и светофильтром встроено другое поворотное зеркало, а вход каждого из упомянутых приемных собирающих объективов посредством световода соединен с подводящи1. A laser fluorimeter for studying an underwater environment, comprising a computer, a laser source optically coupled to each other, a rotary mirror, an expander, optical filters, an optical analyzer with a supply fiber, consisting of a polychromator connected in series, an electron-optical converter, an optical image transmission system, and digital video camera, which is connected to a computer through this digital video camera, while the laser fluorimeter is made with two receiving light channel the number of rotary mirrors and filters corresponds to the number of receiving light channels, characterized in that it additionally contains receiving collecting lenses, the number of which corresponds to a given number of receiving light channels, and also contains a directing light pulse and receiving data induced light pulses portholes, In this case, the laser radiation source is connected to the computer, and the input of its beam is connected to the input of the expander, the output of which through a rotary mirror is optically connected with illusions an illuminator directing the light pulse into the aqueous medium, and each of the portholes receiving the light pulses illuminated, forming each separate receiving light channel of the laser fluorimeter, is optically connected in series with the light filter and the receiving collecting lens, and between the porthole receiving the light pulse induced from the bottom of the water another rotary mirror is built in by the medium and the filter, and the input of each of these receiving collecting lenses is connected to the supply

Description

Полезная модель относится к устройству для бесконтактного исследования водной среды посредством ее облучения лазерным импульсом и может быть использована в экологическом мониторинге акваторий, их биологических объектов, в т.ч. клеточных структур, планктонного сообщества, растворенного вещества, загрязняющих веществ, в том числе нефтяных углеводородов, как в тоще воды, так и в донных отложениях.The utility model relates to a device for non-contact study of the aquatic environment through its irradiation with a laser pulse and can be used in environmental monitoring of water areas, their biological objects, including cell structures, plankton community, solute, pollutants, including petroleum hydrocarbons, both in lean water and in bottom sediments.

Известен судовой лазерный флуориметр для исследования спектров флуоресценции морской воды (А.Ю. Майор, О.А. Букин, А.Н. Павлов, В.Д. Киселев "Судовой лазерный флуориметр для исследования спектров флуоресценции морской воды". "Приборы и техника эксперимента", изд. 44, 2001, №4, с. 151-154). Известный лазерный флуориметр состоит из лазерного источника, излучение которого через поворотную призму попадает в оптически прозрачное входное окошко проточной кюветы, в которую при помощи насоса накачивается забортная жидкость. Излучение флуоресценции через выходное окно проточной кюветы, светофильтр и фокусирующий объектив направляется в оптический анализатор, включающий сканирующий монохроматор, фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), интегратор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Сканирующий монохроматор содержит в себе дифракционную решетку, положение которой изменяется при помощи шагового двигателя, управляемого с компьютера. Полученные в монохроматоре спектральные линии при помощи ФЭУ, интегратора и АЦП переводятся в цифровую форму и подаются на компьютер для дальнейшей обработки. Флуориметр содержит также кювету с датчиками для измерения солености и температуры забортной воды, соединенными с компьютером.Known marine laser fluorimeter for the study of fluorescence spectra of sea water (A.Yu. Mayor, OA Bukin, AN Pavlov, VD Kiselev "Marine laser fluorimeter for the study of fluorescence spectra of sea water." Instruments and technology experiment ", ed. 44, 2001, No. 4, pp. 151-154). The well-known laser fluorimeter consists of a laser source, the radiation of which through a rotary prism enters the optically transparent entrance window of the flow cell, into which outboard liquid is pumped using a pump. The fluorescence radiation through the output window of the flow cell, a filter and a focusing lens is directed to an optical analyzer, including a scanning monochromator, photomultiplier tube (PMT), an integrator and an analog-to-digital converter (ADC). The scanning monochromator contains a diffraction grating, the position of which is changed using a stepper motor controlled from a computer. The spectral lines obtained in the monochromator using a photomultiplier, integrator and ADC are digitized and fed to a computer for further processing. The fluorimeter also contains a cuvette with sensors for measuring salinity and temperature of sea water connected to a computer.

Однако известный флуориметр не позволяет осуществлять одновременное измерение всего спектра из-за использования в нем такой известной сканирующей приемной системы, которая содержит шаговый двигатель. Кроме того, известный флуориметр содержит в себе подвижные механические элементы, которые требуют отдельного контроля, а так же конструктивно сложен, имеет погрешность измерений, и значительные габариты.However, the known fluorimeter does not allow simultaneous measurement of the entire spectrum due to the use in it of such a known scanning receiving system, which contains a stepper motor. In addition, the known fluorimeter contains movable mechanical elements that require separate control, as well as structurally complex, has a measurement error, and significant dimensions.

Известен судовой проточный лазерный флуориметр для исследования спектров флуоресценции морской воды (патент РФ на полезную модель №53016, МПК G01N 21/64, опубликовано 27.04.2006 г. ). Известный флуориметр состоит из лазерного источника, оптически связанные между собой источник лазерного излучения, поворотную призму, оптическую проточную кювету, светофильтр, оптический анализатор, связанный с компьютером, а также датчики измерения солености и температуры, при этом оптический анализатор выполнен на базе полихроматора и включает также электронно-оптический преобразователь (ЭОП), оптическую систему переноса изображения и черно-белую цифровую видеокамеру.Known ship flow laser fluorometer for the study of fluorescence spectra of sea water (RF patent for utility model No. 53016, IPC G01N 21/64, published April 27, 2006). The known fluorimeter consists of a laser source, an optically coupled laser source, a rotary prism, an optical flow cell, a light filter, an optical analyzer connected to a computer, and salinity and temperature sensors, while the optical analyzer is based on a polychromator and also includes an electron-optical converter (EOC), an optical image transfer system and a black-and-white digital video camera.

Недостатком известного лазерного флуориметра является невозможность одновременной регистрации нескольких спектров флуоресценции.A disadvantage of the known laser fluorimeter is the impossibility of simultaneously recording several fluorescence spectra.

Наиболее близким к заявляемому устройству является судовой проточный «лазерный флуориметр» для исследования спектров флуоресценции морской воды (патент РФ на полезную модель №108844, МПК G01N 21/64, заявлено 05.04.2011, опубликовано.). Известный флуориметр, выполненный 2-х канальным, содержит оптически связанные между собой источник лазерного излучения, оптическое устройство (зеркало) в виде поворотной призмы, эспандер, оптическую кювету, светофильтр, оптический анализатор, состоящий из полихроматора, электронно-оптического преобразователя, оптической системы передачи изображения, и соединен с компьютером посредством цифровой видеокамеры, а к компьютеру также подключены датчики измерения солености и температуры. Количество поворотных зеркал, эспандеров, оптических кювет и светофильтров соответствует данному числу каналов флуориметра, при этом светофильтры соединены с оптическим анализатором посредством световодов. Все элементы данного флюориметра предназначены для исследовании в лабораторных помещениях, он не предназначен для использования непосредственно в подводной среде, так как не обеспечен герметичным корпусом с иллюминаторами для вывода излучения в исследуемую среду.Closest to the claimed device is a marine flow-through "laser fluorimeter" for studying the fluorescence spectra of sea water (RF patent for utility model No. 108844, IPC G01N 21/64, filed April 5, 2011, published.). The well-known 2-channel fluorimeter contains an optically coupled laser radiation source, an optical device (mirror) in the form of a rotary prism, an expander, an optical cuvette, a light filter, an optical analyzer consisting of a polychromator, an electron-optical converter, and an optical transmission system image, and is connected to the computer via a digital video camera, and sensors for measuring salinity and temperature are also connected to the computer. The number of rotary mirrors, expanders, optical ditches and light filters corresponds to a given number of fluorimeter channels, while the light filters are connected to the optical analyzer by means of optical fibers. All elements of this fluorimeter are intended for research in laboratory rooms, it is not intended for use directly in the underwater environment, as it is not provided with a sealed enclosure with portholes for outputting radiation into the test medium.

Технической задачей заявляемой полезной модели является устранение данных недостатков, создание такого лазерного флуориметра, который позволяет проводить одновременно измерение количества растворенного органического вещества и пигментов планктона, и обеспечивает повышение достоверности и качества полученных результатов.The technical task of the claimed utility model is to eliminate these shortcomings, create such a laser fluorimeter, which allows you to simultaneously measure the amount of dissolved organic matter and plankton pigments, and improves the reliability and quality of the results.

Поставленная задача достигается тем, что в известном лазерном флуориметре, содержащем компьютер, оптически связанные между собой источник лазерного излучения, поворотные зеркала, эспандер, светофильтры, оптический анализатор с подводящим световодом, состоящий из последовательно соединенных полихроматора, электронно-оптического преобразователя, оптической системы передачи изображения и цифровой видеокамеры, который соединен с компьютером посредством данной цифровой видеокамеры, при этом лазерный флуориметр выполнен, как минимум, с двумя приемными световыми каналами, а количество поворотных зеркал и светофильтров соответствует данному числу приемных световых каналов, в ОТЛИЧИЕ от него, заявляемый дополнительно содержит приемные собирающие объективы, число которых соответствует данному числу приемных световых каналов, а так же содержит и направляющий световой импульс и принимающие данные индуцированные световые импульсы иллюминаторы, при этом источник лазерного излучения подключен к компьютеру, а вход его лазерного луча соединен со входом эспандера, выход которого через поворотное зеркало оптически связан с иллюминатором, направляющим световой импульс в водную среду, а каждый из принимающих индуцированные световые импульсы иллюминаторов, образующих каждый отдельный приемный световой канал лазерного флюориметра, оптически последовательно связан со светофильтром и приемным собирающим объективом, причем, между иллюминатором, принимающих световой импульс, индуцированный от дна водной средой, и светофильтром оптически встроено другое поворотное зеркало, а выход каждого из упомянутых приемных собирающих объективов посредством световода соединен с подводящим световодом оптического анализатора.The task is achieved by the fact that in the known laser fluorimeter containing a computer, a laser source optically coupled to each other, rotary mirrors, an expander, light filters, an optical analyzer with an input fiber, consisting of a polychromator connected in series, an electron-optical converter, an optical image transmission system and a digital video camera, which is connected to the computer via this digital video camera, while the laser fluorimeter is made at least with two receiving light channels, and the number of rotary mirrors and light filters corresponds to a given number of receiving light channels, in contrast to it, the claimed further comprises receiving collecting lenses, the number of which corresponds to a given number of receiving light channels, and also contains a directing light pulse and receiving data induced light pulses portholes, while the source of laser radiation is connected to the computer, and the input of its laser beam is connected to the input of the expander, the output of which through a rotary mirror, it is optically connected to a porthole directing a light pulse into an aqueous medium, and each of the portholes receiving induced light pulses of the windows, forming each separate receiving light channel of the laser fluorimeter, is optically connected in series with a light filter and a receiving collecting lens, and, between the porthole, receiving a light pulse induced from the bottom by an aqueous medium, and another rotary mirror is optically integrated into the light filter, and the output of each of these collecting lenses through optical fiber coupled to the feed waveguide of the optical analyzer.

Технологически оправдано такое исполнение лазерного флуориметра, при котором в качестве полихроматора используется спектрографSuch a design of a laser fluorimeter is technologically justified, in which a spectrograph is used as a polychromator

Экономически оправдано выполнение лазерного флуориметра, у которого в качестве световода используют стандартный кварцевый световод.It is economically justified to perform a laser fluorimeter, in which a standard quartz fiber is used as a fiber.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема двухканального лазерного флуориметра; на фиг. 2 - приведены спектры флуоресценции морской воды, возбуждаемые второй гармоникой Nd: YAG лазера.The utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of a two-channel laser fluorimeter; in FIG. 2 - shows the fluorescence spectra of sea water excited by the second harmonic of an Nd: YAG laser.

Заявляемый флуориметр поясняется на примере 2^х канального устройства, испытанного в работе.The inventive fluorimeter is illustrated by the example of a 2 ^x channel device, tested in operation.

Флуориметр имеет следующее устройство: световод - 1, оптически связанные приемный собирающий объектив - 2, светофильтр - 3 и их оптическое устройство в виде поворотного зеркала - 4, а так же содержит компьютер - 5, оптически связанные источник лазерного излучения - 6, эспандер - 7, такое же поворотное зеркало 4, и направляющий световой импульс иллюминатор - 8. А так же флуориметр содержит оптический анализатор, содержащий соединенные последовательно полихроматор - 9 в виде спектрографа, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) - 10, оптическую систему передачи изображения (объектив камеры) - 11, цифровой прибор с зарядовой связью (ПЗС-камера) - 12, другой приемный собирающий объектив - 13. Причем спектрограф 9 оптического анализатора соединен с компьютером 5 посредством ПЗС камеры 12, а данный объектив 13 оптически связан со своим принимающим (боковым) иллюминатором 8 через светофильтр 3, а выход приемных собирающих объективов 2 и 13 соединены со спектрографом 9 посредством световода 1.The fluorimeter has the following device: optical fiber - 1, optically coupled receiving collecting lens - 2, optical filter - 3 and their optical device in the form of a rotary mirror - 4, and also contains a computer - 5, optically coupled laser source - 6, expander - 7 , the same swivel mirror 4, and a porthole directing the light pulse - 8. And also the fluorimeter contains an optical analyzer containing a polychromator - 9 connected in series in the form of a spectrograph, an electron-optical converter (EOC) - 10, an optical system mu transmission of the image (camera lens) - 11, a digital device with charge-coupled communication (CCD camera) - 12, another receiving collecting lens - 13. Moreover, the spectrograph 9 of the optical analyzer is connected to the computer 5 via the CCD of camera 12, and this lens 13 is optically connected with its receiving (side) porthole 8 through the light filter 3, and the output of the receiving collecting lenses 2 and 13 are connected to the spectrograph 9 through the light guide 1.

Устройство используют следующим образом. Излучение генерируется лазером 6, параметры которого устанавливают компьютером 5 и, пройдя через эспандер 7, расширяющий луч лазера, и поворотное зеркало 4 поступает в исследуемую среду через направляющий световой импульс иллюминатор 8. Индуцированный в толще воды сигнал флуоресценции проходит через упомянутый принимающий боковой иллюминатор 8, на один из входов световода 1, а именно тот, который расположен за светофильтром 3, установленным для подавления лазерного рассеянного излучения, и за приемным, собирающим объективом 13. Индуцированный от дна сигнал флуоресценции проходит, через принимающий верхний иллюминатор 8, другое помимо вышеупомянутого поворотное зеркало 4, на другой из входов световода 1, который, в свою очередь, расположен за его светофильтром 3, установленным для подавления лазерного рассеянного излучения, и за соответственно другим приемным, собирающим объективом 2. С выхода световода 1, соединенного с подводящим световодом 14 оптического анализатора, совмещенного с щелью полихроматора (не показана), излучение попадает в полихроматор 9 (спектрограф). Непосредственно за полихроматором 9 располагается ЭОП 10, который усиливает изображение спектра флуоресценции, а оптическая система 11 передачи изображения переносит изображение спектра с выходного окна ЭОП 10 на черно-белую цифровую видеокамеру 12, сигнал с которой в оцифрованном виде передается на компьютер 5.The device is used as follows. The radiation is generated by a laser 6, the parameters of which are set by computer 5 and, having passed through an expander 7, expanding the laser beam, and the rotary mirror 4 enters the test medium through a directing light pulse porthole 8. The fluorescence signal induced in the water column passes through the aforementioned receiving side porthole 8. to one of the inputs of the optical fiber 1, namely the one located behind the light filter 3, installed to suppress scattered laser radiation, and behind the receiving, collecting lens 13. Induced the fluorescence signal coming from the bottom passes through the receiving upper porthole 8, in addition to the aforementioned swivel mirror 4, to another of the inputs of the light guide 1, which, in turn, is located behind its light filter 3, which is installed to suppress laser scattered radiation, and, accordingly, another the receiving, collecting lens 2. From the output of the optical fiber 1 connected to the optical fiber 14 of the optical analyzer, combined with a slit of a polychromator (not shown), the radiation enters the polychromator 9 (spectrograph). Directly behind the polychromator 9 is an image intensifier tube 10, which enhances the image of the fluorescence spectrum, and the optical image transmission system 11 transfers the image of the spectrum from the output window of the image intensifier 10 to a black-and-white digital video camera 12, the signal from which is digitized in computer form 5.

Конкретное аппаратное оформление устройства зависит от поставленной задачи измерений, типа носителя и условий использования. Так, в качестве источника лазерного излучения используют стандартные лазерные источники, например, Nd-YAG лазер (положительно зарекомендовавший себя на испытаниях) или любой другой, излучающий в видимом диапазоне 350-535 нм, с длительностью импульса порядка 10-20 нсек и энергией порядка 40 мДж и непрерывно с мощностью порядка 40-200 мВт. Используемый в устройстве полихроматор должен обеспечивать регистрацию спектра в диапазоне не менее 550 нм - 780 нм без наложения порядков, обратной линейной дисперсией порядка 15-25 нм/мм, размером изображения спектра как минимум 5×25 мм и при относительном отверстии не менее 1:4, для возможности согласования при использовании со стандартными кварцевыми световодами Na=0.12. Оптическая система 11 переноса изображения выполнена в виде объектива, проецирующего изображение с выходного экрана ЭОП 10 на ПЗС 12 матрицу видеокамеры. Технические характеристики объектива подбирают обычным образом с целью согласования размеров самого изображения на ЭОП и размеров ПЗС матрицы. В качестве регистрирующего прибора используют любую черно-белую цифровую ПЗС-камеру с чувствительностью не ниже 10^-3 лК.The specific hardware design of the device depends on the task of measurements, the type of media and the conditions of use. So, standard laser sources are used as a laser radiation source, for example, an Nd-YAG laser (which has proven itself in testing) or any other laser emitting in the visible range of 350-535 nm, with a pulse duration of about 10-20 nsec and an energy of about 40 mJ and continuously with a capacity of about 40-200 mW. The polychromator used in the device should provide spectrum recording in the range of at least 550 nm - 780 nm without superposition, inverse linear dispersion of the order of 15-25 nm / mm, spectrum image size of at least 5 × 25 mm and with a relative aperture of at least 1: 4 , for the possibility of matching when used with standard quartz optical fibers Na = 0.12. The optical system 11 for image transfer is made in the form of a lens projecting an image from the output screen of the image intensifier tube 10 onto the CCD 12 of the camera matrix. The technical characteristics of the lens are selected in the usual way in order to coordinate the size of the image on the image intensifier tube and the size of the CCD matrix. Any black-and-white digital CCD camera with a sensitivity of at least 10 ^-3 lK is used as a recording device.

В работе вторая гармоника 532 нм возбуждает флуоресценцию хлорофилла "А" фитопланктона (линия Хл А 680 нм фиг. 2), а сам хлорофилл "А" в этой области спектра поглощает слабо. При таком возбуждении основной вклад в его флуоресценцию вносят живые клетки фитопланктона. Близкое расположения лини комбинационного рассеяния воды (КР) (линия КР (649 нм) фиг. 2), к флуоресценции хлорофилла "А" позволяет использовать ее в качестве репера - оптические свойства воды меняются слабо в области этих линий в широком диапазоне внешних условий, что особенно удобно при расчете абсолютных значений концентраций хлорофилла "А". Однако линия КР перекрывает область где высвечиваются другие, слабо флуоресцирующие пигменты фитопланктона. При таком возбуждении не доступны и исследования пигментов, чьи линии флуоресценции лежат в области короче 560 нм.In the work, the second harmonic of 532 nm excites the fluorescence of chlorophyll "A" phytoplankton (Chl A line 680 nm of Fig. 2), and chlorophyll "A" itself is weakly absorbed in this spectral region. With this excitation, the main contribution to its fluorescence is made by living phytoplankton cells. The close location of the Raman water scattering (Raman) line (Raman line (649 nm) of Fig. 2), to the fluorescence of chlorophyll "A" allows it to be used as a reference - the optical properties of water change only slightly in the region of these lines in a wide range of external conditions, which especially useful when calculating the absolute values of the concentration of chlorophyll "A". However, the Raman line overlaps the region where other, weakly fluorescent phytoplankton pigments are highlighted. With such excitation, studies of pigments whose fluorescence lines lie in the region shorter than 560 nm are not available.

Причем, вторая гармоника 532 нм возбуждает широкополосную флуоресценцию растворенного органического вещества (РОВ), в основном связанного с жизнедеятельностью фитопланктона или загрязнениями водной среды ароматическими и др. углеводородами в области от 550 до 750 нм.Moreover, the second harmonic of 532 nm excites broadband fluorescence of dissolved organic matter (DOM), mainly associated with the activity of phytoplankton or pollution of the aquatic environment by aromatic and other hydrocarbons in the region from 550 to 750 nm.

Третья гармоника 355 нм возбуждает флуоресценцию пигментов фитопланктона менее эффективно, но ширина спектра при исследовании значительно шире. Это позволяет регистрировать большее число пигментов фитопланктона, а при больших концентрациях фитопланктона и слабо флуоресцирующие пигменты, что дает возможность определять смену видового состава, стадии развития и другие характеристики фитопланктона.The third harmonic of 355 nm excites the fluorescence of phytoplankton pigments less efficiently, but the width of the spectrum in the study is much wider. This makes it possible to record a greater number of phytoplankton pigments, and at high phytoplankton concentrations, weakly fluorescent pigments, which makes it possible to determine the change in species composition, developmental stages, and other characteristics of phytoplankton.

При этом флуоресценцию РОВ третья гармоника 355 нм возбуждает значительно эффективней. Здесь регистрируется флуоресценция РОВ, обусловленного как природными явлениями (течения, пылевые бури, терригенные выносы и т.п.), так и антропогенным влиянием. Для некоторых углеводородов (топлив, масел) возможна идентификация по характерным широкополосным линиям спектра.In this case, the third harmonic of 355 nm excites DOM fluorescence much more efficiently. DOM fluorescence is recorded here, due to both natural phenomena (currents, dust storms, terrigenous drifts, etc.) and anthropogenic influence. For some hydrocarbons (fuels, oils), identification by characteristic broadband spectrum lines is possible.

Таким образом использование информации, поступающей на вход полихроматора с двух испытанных в работе каналов, позволит заметно поднять достоверность и качество исследований фитопланктонных сообществ и окружающей их среды, а так же расширить круг решаемых задач в свете растущего антропогенного воздействия и изменения климата. Кроме того, возможно выявление новых зависимостей при одновременной регистрации спектров с различным возбуждением.Thus, the use of the information supplied to the input of the polychromator from two channels tested in operation will significantly increase the reliability and quality of studies of phytoplankton communities and their environment, as well as expand the range of tasks in the light of growing anthropogenic impact and climate change. In addition, it is possible to identify new dependences while recording spectra with different excitations.

Важно еще то, что в работе сигналы со всех 2^х каналов преобразуются и усиливаются одной и той же приемной системой, содержащей: спектрограф, ЭОП, объектив и ПЗС-камеру (на Фиг. 1. позиции 9 - 12). Это значительно снижает погрешности измерений, связанные с температурной и временной нестабильности приемной системы в широком диапазоне температур окружающей среды (от 10 до 30°C) и повышает точность измерений. Получаются достаточно стабильные коэффициенты преобразования (усиления) как для разных каналов флуоресценции, так и для разных участков спектра сигналов.It is also important that the signals from all ^x 2 channels are converted and amplified by the same receiving system comprising: a spectrograph image intensifier, the lens and the CCD camera (Figure 1 position 9 - 12.). This significantly reduces the measurement errors associated with the temperature and time instability of the receiving system in a wide range of ambient temperatures (from 10 to 30 ° C) and improves the accuracy of measurements. Quite stable conversion (gain) coefficients are obtained both for different fluorescence channels and for different parts of the signal spectrum.

Использование стандартного кварцевого световода для передачи излучения к приемной системе позволяет использовать корпус различной конструкции и получать плотную компоновку системы.Using a standard quartz fiber for transmitting radiation to the receiving system allows you to use the housing of various designs and get a dense layout of the system.

В отличие от прототипа, содержащего фактически оптический одноканальный анализатор, в заявляемом устройстве используется оптический двухканальный анализатор, который позволяет получать несколько спектров флуоресценции исследуемого потока жидкости, возбуждаемых разными источниками (лазерами), за одно измерение, тогда как прототип за одно измерение дает возможность исследовать только один спектр и перестройка его под другой источник возбуждения займет много времени и может потребовать дополнительной калибровки, что не приемлемо в процессе измерений.In contrast to the prototype, which actually contains an optical single-channel analyzer, the claimed device uses an optical two-channel analyzer, which allows one to obtain several fluorescence spectra of the studied fluid flow excited by different sources (lasers) in one measurement, while the prototype in one measurement makes it possible to study only one spectrum and its tuning to another excitation source will take a lot of time and may require additional calibration, which is not acceptable in process of measurements.

Claims

1. A laser fluorimeter for studying an underwater environment, comprising a computer, a laser source optically coupled to each other, a rotary mirror, an expander, optical filters, an optical analyzer with a supply fiber, consisting of a polychromator connected in series, an electron-optical converter, an optical image transmission system, and digital video camera, which is connected to a computer through this digital video camera, while the laser fluorimeter is made with two receiving light channel the number of rotary mirrors and filters corresponds to the number of receiving light channels, characterized in that it additionally contains receiving collecting lenses, the number of which corresponds to a given number of receiving light channels, and also contains a directing light pulse and receiving data induced light pulses portholes, In this case, the laser radiation source is connected to the computer, and the input of its beam is connected to the input of the expander, the output of which through a rotary mirror is optically connected with illusions an illuminator directing the light pulse into the aqueous medium, and each of the portholes receiving the light pulses illuminated, forming each separate receiving light channel of the laser fluorimeter, is optically connected in series with the light filter and the receiving collecting lens, and between the porthole receiving the light pulse induced from the bottom of the water another rotary mirror is built in by the medium and the filter, and the input of each of these receiving collecting lenses is connected to the supply m fiber optic analyzer.

2. The laser fluorimeter according to claim 1, characterized in that a spectrograph is used as a polychromator.

3. The laser fluorimeter according to claim 1, characterized in that a standard quartz fiber is used as a fiber.