мерений при решении задачи обнаружения пленок нефтепродуктов на
водной поверхности.
Таким образом, для обнаружения пленок нефтепродуктов на вод-
ной поверхности необходимо провести измерение коэффициента отра-
жения системы “воздух–пленка нефтепродукта–вода”, определить его
вторую производную и сравнить их значения с пороговыми значения-
ми, что можно реализовать, используя один перестраиваемый по длине
волны в узком диапазоне лазер ближнего или среднего ИК-диапазона
спектра.
Пороговое значение
[
R
ref
(
λ, d
)]
пор
определяется коэффициентом
отражения на границе сред “воздух–вода”
r
2
13
и шумом измеритель-
ной аппаратуры. Оно выбирается из условия максимума вероятности
правильного обнаружения
P
п.о
пленок нефти на водной поверхности
(вероятности принятия решения о наличии нефтяных пленок в случае
их действительного присутствия на водной поверхности) при прием-
лемом значении вероятности ложных тревог
P
л.т
(вероятности приня-
тия решения о наличии нефтяных пленок в случае, когда на водной
поверхности их нет).
Пороговое значение
d
2
R
ref
(
λ, d
)
dλ
2
пор
в реальных условиях зави-
сит от очень многих факторов: шумов измерительной аппаратуры, про-
цедур первичной обработки данных измерений, алгоритма вычисления
производных по данным измерений, процедур сглаживания или усред-
нения вычисленных значений производных, длины волны излучения,
толщины измеряемой пленки и т.п. Поэтому найти оптимальное зна-
чение
d
2
R
ref
(
λ, d
)
dλ
2
пор
трудно. Однако несложно приближенно оце-
нить это пороговое значения. При наличии пленок нефтепродуктов
на водной поверхности вторая производная коэффициента отражения
уменьшается с уменьшением толщины пленки и имеет минимальное
значение (среди точек минимума
R
ref
(
λ, d
))
в точке первого миниму-
ма. Поэтому за пороговое значение
d
2
R
ref
(
λ, d
)
dλ
2
пор
можно принять
это минимальное значение (уменьшенное на некоторый коэффициент
∼
1
,
5
. . .
2
).
Исследование возможностей описанного метода обнаружения тон-
ких пленок нефти на водной поверхности проводилось методом мате-
матического моделирования для типичной нефти [15].
При математическом моделировании задавали толщину пленки
нефти, диапазон изменения длины волны излучения лазера, относи-
тельное среднеквадратическое значение шума измерения. Показатели
преломления и поглощения нефти и воды вычисляли интерполяцией
8 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2010. № 3
