способ определения типа минерала на морском дне

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТИПА МИНЕРАЛА НА МОРСКОМ ДНЕ, включающий освещение минералов, преобразование отраженного света в электрический сигнал, анализ электрического сигнала для определения координат цветности и коэффициента отражения, распознавание типа минерала по координатам цветности и коэффициенту отражения, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности способа, спускают телевизионную аппаратуру на заданное отстояние от дна, после преобразования отраженного света в электрический сигнал его передают на поверхность, а перед распознаванием типа минерала производят коррекцию цветопередачи по закону, определенному на основании результатов тестовых испытаний.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к морской геологоразведке и может быть использовано для поиска, разведки и идентификации минералов на морском дне.

Известен способ глубоководной разведки, основанный на пробоотборе грунта с морского дна, подъеме его на поверхность [1], освещении минералов, преобразовании отраженного света в электрический сигнал, анализе электрического сигнала для определения координат цветности и коэффициента отражения, распознавании минералов по координатам цветности и коэффициенту отражения [2].

Наиболее существенным недостатком этого способа является необходимость доставки объекта (минерала) в лабораторные условия. Это связано со спуском пробоотборника на заданную глубину, взятием пробы и подъемом на поверхность. Эти операции, а также анализ объектов в лабораторных условиях требуют значительных затрат времени, объем пробы ограничен, следовательно, производительность способа невысока.

Целью предлагаемого изобретения является повышение производительности глубоководных геологоразведочных работ.

Указанная цель достигается реализацией способа, основанного на спуске оптико-электронной аппаратуры на заданное отстояние от дна, освещении объектов, преобразовании отраженного света в электрический сигнал, передаче сигнала на поверхность, коррекции электрического сигнала по заранее определенному закону, определении типа минералов на основе определенных заранее корреляционных связей между координатами цветности и коэффициентом отражения и типом минерала. Закон коррекции координат цветности и коэффициента отражения определяется на основании результатов тестовых испытаний, заключающихся в измерении искаженных в результате влияния спектральных характеристик телекамеры и светильника, поглощения и рассеяния воды, координат цветности и коэффициента отражения образцов с заранее известными координатами цветности и коэффициентом отражения этих образцов.

Закон коррекции координат цветности и коэффициента отражения изменяется при изменении отстояния от дна, поэтому в процессе разведки телекамеру и светильник устанавливают на подводный аппарат, удерживающийся во время движения на определенном отстоянии от дна.

Таким образом, координаты цветности и коэффициент отражения могут определяться в каждом последовательном кадре телевизионного изображения в реальном времени, в процессе движения подводного аппарата и производительность способа определяется скоростью движения подводного аппарата и частотой смены телевизионных кадров.

Сопоставительный анализ предлагаемого решения с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается от известного тем, что производится спуск оптико-электронной аппаратуры на заданное отстояние от дна, после преобразования отраженного света в электрический сигнал, последний передается на поверхность и перед распознаванием минерала производится коррекция искажений цветопередачи в воде.

Следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

При изучении других известных технических решений в данной области технические признаки, отличающие предлагаемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают предлагаемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

Предлагаемый способ реализован следующим образом.

С обеспечивающего судна спускается глубоководный аппарат, с установленной на нем телевизионной камерой с тремя преобразователями светосигнала, спектральные чувствительности которых пропорциональны по всему видимому спектру функциям сложения (),(),() стандартного наблюдателя, реакция первого элемента дает координату цвета Х лучистого потока, падающего на этот элемент, реакция второго Y, реакция третьего Z; светильником, имеющим относительное спектральное распределение стандартного источника "А" с Т_цв = 2850, эхолотом, исполнительным механизмом, обеспечивающим заданное отстояние L от дна. Связь с обеспечивающим судном осуществляется посредством системы связи, реализованной на кабель-тросе. В процессе движения аппарата на заданном отстоянии от дна производится освещение минералов светильником подводного аппарата, производится преобразование отраженного света в электрический сигнал в телекамере, установленной на подводном аппарате, передача электрического сигнала от телекамеры по каналам системы связи на обеспечивающее судно. Затем производится коррекция координат цветности и коэффициента отражения по определенному закону. Закон коррекции координат цветности и коэффициента отражения определяется на основании результатов тестовых испытаний, производящихся предварительно следующим образом: берется транспорант с N фрагментами разного цвета. Каждый фрагмент имеет свои координаты цветности и коэффициенты отражения X_i,Y_i,Z_i, . Транспорант опускают под воду на заданное отстояние L от телекамеры. Измеряют координаты цветности и коэффициент отражения опущенного в воду транспоранта с штатными светильником и телекамерой. Выявляется закон коррекции.

Матрица коррекции выполняет функции перекодировки по выявленному закону. В результате, любой минерал, наблюдаемый в воде, телекамерой даст на выходе матрицы цветокоррекции скорректированные координаты цветности и коэффициент отражения, что позволяет определять тип минералов на основе известных корреляционных связей между координатами цветности и коэффициентом отражения и типом минерала.

Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения заключается в повышении производительности глубоководных геологоразведочных работ на определенных стадиях. Эффект достигается за счет использования оптико-электронной аппаратуры непосредственно у дна и автоматического распознавания минерального сырья в реальном масштабе времени. Производительность в данном случае определяется скоростью движения подводного аппарата у дна, частотой смены телевизионных кадров, смены информации оптико-электронной аппаратуры и скоростью обработки ее на поверхности (скорость смены телевизионного кадра - 0,04 с). При этом отсутствует необходимость подъема проб на поверхность, что при глубине 6000 м по нормам составляет 4,2 ч, проведения лабораторного анализа, обеспечивается непрерывность обследования морского дна, обеспечивается автоматический подсчет плотности залегания объектов (минерального сырья) известным способом.

Все вышеперечисленное позволяет сделать вывод, что с учетом времени анализа минералов в том и другом случае предлагаемый метод позволяет повысить эффективность разведки порядка в 200 раз.