Разработка и создание лазерно-интерференционных измерителей вариаций давления гидросферы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.06, кандидат наук Плотников, Александр Александрович

• Плотников, Александр Александрович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Плотников, Александр Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ 1. ОБЗОР ТРАДИЦИОННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ВОЛНОВЫХ ПОЛЕЙ ГИДРОСФЕР

1.1 Введение

1.2 Традиционные измерители волновых полей гидросферы

1.2.1 Гидрофоны

1.2.2 Измерители уровня

1.2.3 Неконтактные методы мониторинга инфразвуковых неоднородностей гидросферы

1.2.4 Недостатки традиционных измерителей морского волнения

1.3 Лазерно-интерференционные методы для мониторинга волновых полей гидросферы

1.4 Выводы

РАЗДЕЛ 2. ЛАЗЕРНЫЙ ГИДРОФОН И МОБИЛЬНЫЙ ЛАЗЕРНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВАРИАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ ГИДРОСФЕРЫ

2.1 Введение

2.2 Лазерный гидрофон - конструкция и принцип работы

2.3 Мобильный лазерный измеритель вариаций давления гидросферы

2.4 Погрешности измерений

2.5 Калибровка

2.6 Испытания лазерного гидрофона и мобильного лазерного измерителя вариаций давления гидросферы

2.7 Выводы

РАЗДЕЛ 3. НЕКОТОРЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЛАЗЕРНО-ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ

ВАРИАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ ГИДРОСФЕРЫ

3.1 Введение

3.2 Динамика ветровых волн при движении по шельфу убывающей глубины

3.3 Инфразвуковые колебания японского моря

3.4 Взаимодействие низкочастотных гидроакустических волн с ветровыми морскими волнами

ВЫВОДЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и создание лазерно-интерференционных измерителей вариаций давления гидросферы»

ВВЕДЕНИЕ

В последние двадцать лет в России активно развивается направление, связанное с применением акустических средств и методов при изучении закономерностей генерации, динамики и трансформации различных геосферных процессов инфразвукового диапазона. Одно из направлений связано с применением гидроакустических методов и средств при изучении и мониторинге разномасштабных океанологических процессов и их взаимодействия. Мониторинг колебаний морской поверхности является одной из важнейших задач современных океанологических исследований. Знание характеристик морского волнения является необходимым условием для успешного решения ряда научных и прикладных задач. Действительно, параметры морского волнения необходимо учитывать при составлении прогнозов погоды [1], подъеме затонувших объектов, подводном строительстве, расчетах характеристик акустических и электромагнитных полей, взаимодействующих с морской поверхностью [2,3], а также при расчете воздействий морского волнения на прибрежные области, гидротехнические сооружения, различные виды морского транспорта и т.д. Некоторые океанологические процессы, такие как волны цунами и блуждающие волны, не смотря на то, что представляют серьезную опасность для жизни человека, до сих пор мало изучены и природа их возникновения является предметом множества споров и дискуссий.

Таким образом, очевидно, что обеспечение качественного мониторинга различных неоднородностей Мирового океана является важной задачей. Поскольку спектр его волновых полей необычайно широк, современная измерительная база гидроакустики и океанологии представлена огромным разнообразием: гидрофоны и гидрофонные комплексы, различные измерители уровня, множество подходов которые можно отнести к неконтактным методам и т.д. Несмотря на то, что все они применяются для решения разнообразных научных и прикладных задач гидроакустики и океанологии, они имеют ограничения в точности измерений, частотном и динамическом диапазонах, что является серьезным препятствиям для более глубокого изучения законов

протекания и зарождения различных гидросферных неоднородностей. Решение многих фундаментальных задач зависит, в первую очередь, от полученных экспериментальных результатов. Качество получаемых результатов зависит от применяемой в исследованиях аппаратуры. Данная аппаратура должна удовлетворять следующим основным трём требованиям: 1) иметь предельную чувствительность, при которой возможны фоновые измерения изучаемых параметров; 2) обладать наивысшим частотным и динамическим диапазонами. Важность данных требований возрастает при изучении природных процессов на этапах их возникновения и развития. В любой области исследования очень сложно определить момент начала возникновения того или иного природного процесса. В океанологии сложность проведения данных исследований связана с тем, что возникающие природные процессы и явления имеют большие временные и пространственные масштабы. Большие временные и пространственные масштабы требуют применения при изучении данных природных процессов аппаратуры, в идеале обладающей неограниченным частотным и динамическим диапазонами при предельно достижимой чувствительности. Предельно достижимая чувствительность определяется межатомным взаимодействием. Можно полагать, что минимальная чувствительность определяется размерами атома, а максимальная - флуктуациями атома. Невозможность создания аппаратуры, удовлетворяющей вышеперечисленным требованиям, привела к бурному применению гидроакустических параметрических методов при проведении исследований природных процессов и явлений, особенно в инфразвуковом диапазоне. Так в океанологии широко применяются высокочувствительные установки, рабочий диапазон частот которых не позволяет выполнять прямые измерения изучаемых параметров в инфразвуковом диапазоне. В этом случае применение параметрических методов возможно только при выполнении одного из следующих условий: 1) нелинейное взаимодействие процессов и явлений различных пространственных и временных масштабов; 2) возбуждение высокочастотных процессов и явлений низкочастотными в среде, обладающей большой нелинейностью. Поверхностный анализ выполнения

данных условий позволяет понять, что при проведении исследований различных процессов на основе применения параметрических методов не может быть и речи об изучении физики процесса их возникновения. Так как взаимодействие процессов и явлений различных временных и пространственных масштабов, или возбуждение высокочастотных процессов и явлений низкочастотными, наблюдается лишь на последних стадиях их развития. Применение различных уровнемеров, мареографов и т.п. в океанологии, не позволяет исследовать процессы и явления на стадии их возникновения, так как они не обладают достаточной чувствительностью.

Чаще всего, при необходимости измерять длину с большой точностью, применяются лазерно-интерференционные методы измерений. Созданные на их основе геофизические установки позволяют проводить мониторинговые измерения с высокой точностью - единицы нанометров, и в широком частотном диапазоне. Кроме того, их особенности позволяют значительно расширить динамический диапазон измеряемых величин. К сожалению, несмотря на то, что данные методы хорошо известны и применяются при решении множества задач, применение их для решения измерительных задач гидроакустики и океанологии очень мало. В основном это волоконные датчики лазерно-интерференционного типа, которые хорошо проявляют себя при регистрации колебаний звукового диапазона и плохо при регистрации инфразвуковых колебаний. Помимо этого разработано очень небольшое число устройств без применения волокна, которые позволяют измерять вариации давления гидросферы с точность не ниже десятков мкПа, и способны работать в диапазоне частот от 0 до 1000 Гц (и выше), но имеют очень сложные, громоздкие и тяжелые конструкции, параметры которых сильно зависят от изменений температуры. При этом их оптические схемы плохо устойчивы к ударным возмущениям (которые возможны при эксплуатации), а сами устройства обычно имеют большую в сравнении с традиционными измерителями стоимость (цена только одного лазера может лежать в пределах 10000 $).

Таким образом, в настоящее время совершенствование измерительных средств гидроакустики и океанологии представляет актуальную задачу. В

этом направлении хорошие перспективы имеют лазерно-интерференционные методы. На данный момент их применение при разработке гидроакустической измерительной аппаратуры мало, что дает большие возможности для исследований и новых разработок.

Цель работы Цель работы состоит в разработке и создании компактных лазерно-интерференционных систем, способных измерять вариации гидросферного давления на фоновом уровне в инфразвуковом и звуковом диапазонах, которые предназначены для изучения природы возникновения и развития гидроакустических процессов инфразвукового и звукового диапазонов, а также их взаимодействия с разномасштабными морскими процессами.

Для достижения цели работы были поставлены следующие задачи:

1. Разработать и создать компактную лазерно-интерференционную систему на основе полупроводникового лазерного модуля, которая обладает малым энергопотреблением и предназначена для измерения вариаций гидросферного давления в инфразвуковом и звуковом диапазонах с высокой точностью.

2. Разработать и создать лазерно-интерференционную систему на основе стабилизированного по частоте гелий-неонового лазера, обладающую более высокой точностью измерений и устойчивостью к температурным вариациям.

3. Провести испытания разработанных установок. Оценить перспективы их применения при регистрации гидроакустических сигналов различной природы, гидросферных процессов инфразвукового и звукового диапазонов.

Актуальность темы. Для изучения закономерностей возникновения, развития и трансформации гидроакустических колебаний и волн широкого диапазона частот в современной акустике океана используются различные аппаратно-программные установки и комплексы, созданные на основе различных гидроакустических сенсоров, обладающих высокой чувствительностью, но, к сожалению, ограниченным снизу частотным диапазоном. Отсутствие высокочувствительных установок, способных регистрировать гидроакустические возмущения в инфразвуковом диапазоне, способствовало бурному развитию параметрических методов, которые работают только при нелинейном взаимодействии волн различных частотных диапазонов и не в состоянии прояснить природу возникновения гидроакустических процессов инфразвукового диапазона. Для изучения физики их возникновения необходимы

установки, которые способны проводить измерения вариаций гидросферного давления в инфразвуковом диапазоне на уровне фоновых колебаний. Ранее на основе лазерно-интерференционных методов был создан макет лазерного измерителя ваприаций давления гидросферы (Г.И. Долгих, С.Г. Долгих, С.Н. Ковалев, В.А. Швец, В.А. Чупин, C.B. Яковенко, 2005), изучение характеристик которого определило дальнейший путь развития данного направления и актуальность настоящей работы, которая связана с задачами создания компактных лазерно-интерференционных систем, обладающих малыми раземерами и низким энергопотреблением и способных измерять вариации гидросферного давления на фоновом уровне в инфразвуковом и звуковом диапазонах, применение которых позволит не только исследовать закономерности возникновения и развития гидроакустических колебаний и волн инфразвукового диапазона, но и изучить особенности взаимодействия гидроакустических волн с гидросферными процессами широкого диапазона частот.

Научная новизна. Разработаны и созданы лазерно-интерференционные системы, предназначенные для измерения вариаций гидросферного давления с пороговой чувствительностью не хуже 0,013 Па в частотном диапазоне от статического давления до 1000 Гц. Намечены пути достижения пороговой чувствительности до единиц мкПа за счет оптимизации выбора цифроаналогового преобразователя. В отличие от большинства известных оптических гидрофонов, здесь, в качестве чувствительного элемента используется не оптоволокно, а мембрана, что позволило создать приборы с широким динамическим диапазоном (до 150 дБ), и существенно упростило задачу термостабилизации оптической схемы, необходимой для снижения погрешностей при измерении инфразвуковых колебаний. Помимо этого в данных системах реализованы аппаратно-программные средства повышения точности измерений при использовании источников излучения с низкой стабильностью частоты (полупроводниковый лазерный модуль). Научная новизна данных результатов подтверждена патентом РФ на полезную модель №58216.

С применением созданных лазерно-интерференционных систем проведено несколько экспериментальных работ, в ходе которых получены новые научные результаты.

Достоверность результатов, приведенных в диссертации результатов, подтверждена многократными и тщательно проведёнными экспериментами,

направленными на исследование природы возникновения и развития колебаний и волн широкого диапазона частот, а также сравнением полученных результатов с литературными данными и модельно-теоретическими оценками.

Практическая значимость результатов, диссертации определятся поиском методических и технических решений необходимых для создания лазерно-интерференционных измерителей вариаций давления гидросферы. При этом решаются задачи снижения зависимости пороговой чувствительности разрабатываемых приборов от стабильности частоты излучения лазера и вариаций температуры. Научные результаты, изложенные в работе, получены при выполнении программ, проводимых ТОЙ ДВО РАН: ФЦП, ЦНТП, грантов РФФИ.

Апробация работы. Основные результаты исследований, обобщенные в диссертации, доложены и обсуждены на международных и российских конференциях: «Лазеры. Измерения. Информация» (Санкт-Петербург 2004, 2006, 2007), Сессия Российского акустического общества (Москва 2006, 2008), на конференции молодых ученых «Океанологические исследования» (Владивосток 2007, 2008, 2009, 2011), Всероссийской конференции «Физика геосфер» (Владивосток 2007, 2009, 2011, 2013), Акустический семинар ТОЙ ДВО РАН (2013).

Публикации. Основные результаты по теме диссертации опубликованы в 27 работах, в том числе в 9 статьях журналов, входящих в перечень российских рецензируемых научных журналов, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук. В рамках диссертационной работы получено 2 патента на полезную модель.

Личный вклад автора:

Все расчеты и схемы по лазерному гидрофону и мобильному лазерному измерителю вариаций давления гидросферы сделаны самостоятельно. Также самостоятельно выполнены основные работы по созданию приборов. Автор принимал активное участие в проведение экспериментальных работ с применением разработанных устройств в равной доле с соавторами. Основная работа по обработке и интерпретации данных, представленных в диссертации, выполнена под руководством Г.И. Долгих.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Разработка и создание гидроакустических лазерно-интерференционных систем измерения вариаций давления и методических основ их применения позволяют изучать природу возникновения и развития гидроакустических колебаний и волн инфразвукового и звукового диапазонов на новом прецизионном уровне.

2. Технические решения по улучшению точности измерений вариаций гидросферного давления, которая ограничена стабильностью частоты лазерного излучения и влиянием вариаций температуры на оптическую схему приборов, позволило поднять пороговую чувствительность гидроакустических лазерно-интерференционных систем до 0,013 Па и позволяет рассчитывать на достижение величины пороговой чувствительности в единицы мкПа.

3. Экспериментальные исследования, проведенные с применением разработанных приборов, позволили выявить новые закономерности в распространении низкочастотных гидроакустических сигналов в условиях мелкого моря, во взаимодействии гидроакустических волн с различными гидросферными процессами, в динамике ветровые волн, собственных колебаний бухт и заливов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех разделов и заключения, изложенных на 114 страницах, содержит 39 рисунков и список литературы из 97 наименований.

Во введении сформулирована тема диссертации, ее цели и задачи, обоснована ее актуальность, научная новизна, достоверность выводов и практическая значимость.

В первом разделе приведен обзор современной измерительной базы. Подробно рассматриваются на гидрофоны и гидрофонные комплексы, разнообразные измерители уровня и неконтактные методы. Проведен анализ их сильных и слабых сторон, на основе которого делается вывод о том, что все эти приборы и методы имеют хотя бы одно из следующих ограничений: малая точность измерений, узкий частотный или узкий динамический диапазон. В связи с этим ставится задача по поиску новых технических решений необходимых для создания высокоточных широкополосных измерителей.

Также в разделе анализируется современное состояние применения лазерно-интерференционных методов в гидроакустике и океанологии. Сначала кратко рассмотрены оптоволоконные датчики интерференционного типа. Далее рассматриваются устройства без применения волокна, которые позволяют проводить измерения с высокой точностью, в широком диапазоне частот и в неограниченном динамическом диапазоне, однако имеют ряд существенных недостатков, таких как большие размеры и вес, нестабильность оптических схем и т.д.

В заключение раздела сделан вывод о том, что применение лазерно-интерференционных методов при разработке измерительных устройств является перспективным направлением. На основе этого вывода ставится задача по созданию лазерно-интерференционных измерителей вариаций давления гидросферы.

Второй раздел основной, в нем приводится описание разработанных лазерно-интерференционных измерителей. Подробно рассмотрено оптико-механическое устройство лазерного гидрофона и мобильного лазерного измерителя вариаций давления гидросферы. Описывается способ повышения точности измерений при использовании в интерферометре лазера с низкой стабильностью частоты излучения. Приводится подробное описание электронной части приборов. Сделаны теоретические оценки погрешностей измерения, которые обусловлены температурными вариациями, шумами фотоэлектронной аппаратуры, нестабильностью мощности лазерного излучения и нестабильностью его частоты. Приведены результаты калибровки созданных измерителей. В конце главы кратко описаны первые результаты применения разработанных устройств при регистрации различных гидроакустических и океанологических процессов.

Третий раздел посвящен научным результатам, полученным с помощью лазерного гидрофона и мобильного лазерного измерителя вариаций давления гидросферы. Показано, что применение разработанных гидроакустических устройств на основе использования лазерно-интерференционных методов позволило получить новые результаты в диапазоне ветровых волн, собственных

колебаний бухт и их динамики, изучить некоторые особенности взаимодействия низкочастотных гидроакустических волн, созданных в воде низкочастотными гидроакустическими излучателями, с морскими ветровыми волнами.

В заключении приводятся основные выводы по результатам работы.

1 Обзор традиционных измерителей волновых полей гидросферы

1.1 Введение

Выбор способа измерения и мониторинга волновых процессов гидросферы зависит от их параметров, таких как: частотный диапазон, амплитуда, пространственная разнесенность, время длительности и т.д. Для разного типа волн эти характеристики различны: диапазон частот начинается от нуля герц (сгонно-нагонные явления) и заканчивается тысячами килогерц (гидроакустические сигналы, звуки морских животных), динамический диапазон от нуля до десятков метров (волны цунами), пространственная разнесенность от квадратных метров до тысяч квадратных километров, время протекания от нуля секунд до бесконечности. Очевидно, что на данный момент технологически невозможно создать прибор с неограниченным частотным и динамическим диапазонами. Также невозможно создать устройство позволяющее проводить измерения на всей площади Мирового океана. Это привело к невероятному разнообразию измерительной базы современной гидроакустики и океанологии, в связи с чем, для удобства описания, разделим измерительные установки на группы по областям применения и конструктивным особенностям.

В частотном диапазоне выделим два основных: звуковой и инфразвуковой. При изучении процессов и явлений звукового и инфразвукового диапазонов применяются гидрофоны и гидрофонные комплексы, разнообразные волнографы, измерители уровня, созданные на акустических принципах, и т.п.

Впервые гидрофон был применен в 1887 г. На данный момент измерительная база современной гидроакустики сильно ушла вперед. Появились новые конструкции гидрофонов, новые способы их подключения, усилительные схемы, реализованы идеи комплексного применения нескольких гидрофонов и многое другое. Однако сам гидрофон, пусть сильно усовершенствованный, до сих пор остается главным измерительным средством гидроакустики. Поэтому в данном разделе, при описании приборов перекрывающих звуковой диапазон, мы

остановимся только на современных гидрофонах.

Ряд приборов и методов, разработанных для низкочастотного диапазона, более разнообразен и сложен. На данный момент существенное развитие получили методы и средства автоматического измерения и контроля уровня жидкости, которые можно подразделить на шесть основных классов [4, 5]: поплавковые, серво, радарные, гидростатические, кабельные и гибридные, последние из которых объединяют два или несколько предыдущих.

Помимо измерителей уровня для мониторинга низкочастотных неоднородностей, обширно развиваются и внедряются разнообразные неконтактные методы [6-9], речь идет об акустическом, радиолокационном и лазерном зондировании, а также популярных в последнее время направлениях видео и фотонаблюдений за морской поверхностью. Причем, в последнем случае, особый интерес представляет съемка водной поверхности из космоса [10, 11].

Выше мы указали основные на данный момент направления измерительной базы гидроакустики и океанологии, однако, помимо них существует огромное множество менее развитых и популярных, среди которых многие заслуживают внимания. К сожалению, в рамках данной работы нет возможности рассмотреть их все. Однако, поскольку работа посвящена разработке устройства для мониторинга неоднородностей гидросферы, построенного на основе лазерно-интерференционных принципов, имеет смысл описать похожие типы устройств.

Таким образом, в данном разделе мы рассмотрим, что предлагает нам современная измерительная база гидроакустики и океанологии. Основной упор будет сделан на гидрофоны, измерители уровня, неконтактные методы, и устройства мониторинга неоднородностей гидросферы, построенные на основе лазерно-интерференционных методах.

1.2 Традиционные измерители волновых полей гидросферы

1.2.1 Гидрофоны

Для регистрации разнообразных волновых полей мирового океана, таких как гидроакустические сигналы, промышленные шумы, шумы судоходства, звуки морских животных и т.д. чаще всего используются гидрофоны и гидрофонные комплексы. Помимо этого приемоизлучающие комплексы на их основе могут применяться для мониторинга инфразвуковых неоднородностей гидросферы [1214].

Гидрофон это электроакустический преобразователь, схема которого показана на рисунке 1.1. Он хорошо известен и описан во множестве работ [1517], поэтому мы не будем подробно останавливаться на его конструкции и принципе действия, а ограничимся общей информацией. Наибольшее распространение получили гидрофоны, построенные на электродинамическом, пьезоэлектрическом и магнитострикционном эффектах. Электродинамические гидрофоны по принципу действия не отличаются от воздушных электродинамических микрофонов, если не считать особенностей конструкции, связанных с изоляцией от воды. В пьезоэлектрических гидрофонах используется прямой пьезоэффект некоторых кристаллов (сегнетова соль, кварц, дигидрофосфат аммония, сульфат лития и т.д.), при котором переменная деформация кристалла вызывает появление переменных поверхностных электрических зарядов и соответственно переменной электродвижущей силы на электродах - обкладках. Чувствительные элементы пьезоэлектрических гидрофонов изготавливают в виде пакетов прямоугольной или цилиндрической формы. Магнитострикционные гидрофоны основаны на обратном магнитострикционном эффекте некоторых ферромагнитных металлов (в основном никеля и его сплавов), при котором деформация вызывает появление переменной магнитной индукции в магнитопроводе и как следствие - переменной ЭДС на обмотке. Чувствительные элементы таких гидрофонов (сердечники) набираются,

как правило, из тонких пластин для предотвращения потерь на токи Фуко.

пьезоэлектрический элемент; 2 - внутренний электрод; 3 - внешний электрод; 4 -тонкое резиновое покрытие для изоляции внешнего электрода от водной среды; 5 - резиновый виброизолирующий элемент; 6 - полый металлический стержень, внутри которого проходит провод 7 от внутреннего электрода; 8 - корпус

Основными техническими характеристиками измерительного гидрофона являются: рабочий диапазон частот, чувствительность и характеристика направленности. Очевидно, что чем шире диапазон рабочих частот, тем лучше, чтобы на всем его протяжении АЧХ была ровная. Чувствительность это отношение электрического напряжения к звуковому давлению в мкВ/бар; она лежит в пределах от долей мкВ/бар для малых (диаметром в несколько мм) керамических сферических приемников до сотен мкВ/бар для пакетов из пьезоэлектрических кристаллов. Что касается характеристики направленности, то для измерительного гидрофона она должна быть ненаправленной. Далее рассмотрим, какие характеристики имеют современные измерительные

Рисунок 1.1- Схема измерительного гидрофона: 1 - чувствительный

усилителя.

гидрофоны.

В настоящее время есть несколько компаний, которые выпускают гидрофоны, лидерами среди которых являются КЕЗОЫ и Брюль и Къер. Обе компании выпускают высококачественные устройства, которые имеют наилучшие характеристики. Для примера в таблице 1.1 указаны возможности модельного ряда гидрофонов фирмы «Брюль и Къер», а их внешний вид показан на рисунке 1.2. Эти гидрофоны имеют очень хорошие ненаправленные характеристики направленности, и ровные частотные характеристики на всех указанных диапазонах частот [18]. Таким образом, на основе указанных характеристик можно говорить о том, что современные гидрофоны хорошо справляются с задачами измерения и мониторинга волновых процессов звукового диапазона, и при этом они малоэффективны в области инфразвукового диапазона, особенно на частотах ниже 0.1 Гц.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Плотников, Александр Александрович, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дворянинов, Г.С. Влияние поверхностных волн на обмен теплом между океаном и атмосферой / Г.С. Дворянинов // Известия Академии Наук СССР.

- 1979.-№9.-С.953.

2. Андреева, И.Б. Отражение и рассеяние звука взволнованной поверхностью океана /И.Б. Андреева, С.Д. Чупров - В кн.: Акустика океана п/р Бреховских JI.M. - Москва: Наука, 1974. - 371 с.

3. Краснобородько, Разработка и исследование высокоразрешающей многоканальной системы акустического мониторинга колебаний морской поверхности/ В.А. Краснобородько - дисс. канд. техн. наук. М., 1999. 128 с.

4. Frank, J. Berto Review of tank measurement errors reveals techniques for greater accuracy / Frank J. Berto // Oil & Gas Journal. - 1997. - Mar.3. - P. 6873.

5. Frank, J. Berto Automatic gauging technologies have advanced, but better accuracy is needed/ Frank J. Berto // Oil & Gas Journal. - 1997. - Mar. 10. -P.63-68.

6. Басс, Ф.Г. Методы радиолокационных исследований морского волнения (радио океанография) / Ф.Г. Бассов, С.Я. Брауде, А.П. Калмыков, A.B. Мень, И.Е. Островский, В.В. Пустовойтенко, А.Д. Розенберг, И.М. // Фукс УФН.- 1975.-Т. 116, №4.-741 с.

7. Усенков, М.М. Способ измерения параметров морских волн и устройство для его осуществления. Авторское свидетельство 678313 СССР, МКИ G 01 С 13/00/ М. М. Усенков // Заявитель Ленинградский Гидрометеорологический Институт - № 2121432/18-10. Заявлено 12.06.1976. Опубл. 07.11.1983. Бюлл. изобр. СССР,-№29.-С. 184.

8. Гарнакерьян, A.A. Радиолокация морской поверхности / A.A. Гарнакерьян, С.А. Сосунов. - Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского университета. - 1978.

- 143 с.

9. Захаров, В.М. Лазерная локация морской поверхности / В.М. Захаров, Б.М. Лысенко, Т.Г. Махортова, В.И. Павлов , В.Е. Рокотян, А.Б. Шейнин // Труды Всесоюзного симпозиума по радиофизическим исследованиям атмосферы. - 1977. - С. 82.

10. Митягина, М.И. Спутниковые наблюдения поверхностных появлений внутренних волн в морях без приливов/ М.И. Митягина, О.Ю. Лаврова // Сборник научных статей. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2010. - Т. 7, №1. - С. 260-272.

11. Голик, A.B. Интеграция спутниковых и подспутниковых данных по северо-западной части Тихого океана в корпоративной океанографической ГИС ДВО РАН / A.B. Голик, В.К. Фищенко, В.А. Дубина, Л.М. Митник // Исследование Земли из космоса. -2004.-№6. -С. 73-80.

12. Борисов, С. В. Экспериментальный исследования флуктуаций акустического поля на стационарных трасах / С.Б. Борисов, Н.Ф. Кабанов, А.Н. Рутенко // Акустический журнал. - 1996. - т. 42. - №3. - С. 347-358.

13. Рутенко, А.Н. Сезонная изменчивость флуктуаций интенсивности и фазы низкочастотных гидроакустических сигналов, распространяющихся в шельфовой зоне Японского моря / А.Н. Рутенко // Акустический журнал. -1997. - Т.43. - №1. - С. 98-105.

14. Рутенко, А.Н. Экспериментальное исследование влияния внутренних волн на частотную интерференционную структуру акустического поля в мелком море / А.Н. Рутенко // Акустический журнал. - 2000. - Т.46, №2. - С. 252258.

15. Роберт Дж., Урик. Основы гидроакустики / Роберт Дж. Урик. - Ленинград: Судостроение, 1970. - 448 с.

16. Тюрин, А. М. Основы гидроакустики / A.M. Тюрин, А. П. Сташкевич, Э. С. Таранов. - Ленинград: Судостроение, 1966. - 295 с.

17. Колесникова, Е.А. Справочник по гидроакустике / Е.А. Колесникова -Ленинград: Судостроение, 1988. - 340 с.

18. Сайт фирмы Брюль и Къер. [Электронный ресурс] / — Режим http://www.bruel.ru/pages/32.html .

19. Шули, А. Электронная аппаратура в океанографии / А. ТТТули. - Ленинград : Гидрометеоиздат, 1967. - 64 с.

20. Касимадзе, М.С. Электрокинетические преобразователи информации / М.С. Касимадзе, Р.Ф. Халилов, А.Н. Балашов - Москва : Энергия, 1973. -134 с.

21. Дерюгин, К.К. Морская гидрометрия. / К.К. Дерюгин, И.А., Степанюк -Ленинград : Гидрометеоиздат, 1974. - 392 с.

22. Степанюк, И.А. Вариации электрического и магнитных полей в приводном слое атмосферы при морском волнении /И. А. Степанюк // Структура и динамика вод Мирового океана. - 1983. - Вып.80. - С. 140-146.

23. Бабиков, О.И. Контроль уровня с помощью ультразвука / О.И. Бабиков. -Ленинград : Энергия. Ленингр. отделение, 1971. - 79 с.

24. Маклаков, А.Ф. Океанографические приборы / А.Ф. Маклаков, В.А. Снежинский, Б.С. Чернов. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1975. - 384 с.

25. Галямичев, Ю.П. Синтез активных RC-цепей. Современное состояние и проблемы / Ю.П. Галямичев, A.A. Ланнэ и др. Под ред. A.A. Ланнэ. — Москва: Связь, 1975. - 296с.

26. Степанюк ,И.А. Океанологические измерительные преобразователи / И.А. Степанюк. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1986. - 272 с.

27. Максимов, Б.А. Прибрежный волнограф / Б.А. Максимов // Труды НИИГМП. - 1971. - Вып. 24. - С.90-95.

28. Давидан, И.Н. Методика измерений, анализа и расчета «равновесного» интервала спектра ветровых волн / И.Н. Давидан, Ю.А. Трапезников // Труды ГОИН.- 1983. - Вып. 169.- С.31-41.

29. Давидан, И.Н. Проблемы исследования высокочастотной области спектра ветрового волнения. / И.Н. Давидан, Ю.А. Трапезников. - Обнинск: Изд. ВНИИГМИ-МЦД, 1981. - 46 с.

30. Зельдис, В.И. Портативный двухканальный волномер с выводом данных на перфоленту для обработки на ЭЦВМ / В.И. Зельдис, А.Д. Розенберг // Автоматизация научных исследований морей и океанов. Севастополь. -1971.-С. 23-28.

31. Способ измерения параметров морских волн и устройство для его осуществления. Авторское свидетельство 678313 СССР, МКИ G 01 С 13/00/ М. М. Усенков // Заявитель Ленинградский Гидрометеорологический Институт - № 2121432/18-10. Заявлено 12.06.1976. Опубл. 07.11.1983. Бюлл. изобр. СССР, - №29. - С. 184.

32. Измеритель поверхностного волнения: Патент на полезную модель 96653. Российская Федерация: МПК G01L23/06 / Ковалев С.Н., Плотников A.A. // Заявитель и патентообладатель: ТОЙ ДВО РАН - 2010101174/22, заявл. 15.01.2010; опубл. 15.01.2010, Бюл.22-2 е.: ил.

33. Ковалев, С.Н. Измеритель поверхностного волнения/ С.Н. Ковалев, A.A. Плотников // Приборы и техника эксперимента. - 2010. - № 1. - С. 182-182.

34. Ковалев, С.Н. Конструктивные особенности емкостного измерителя поверхностного волнения / С.Н. Ковалев, A.A. Плотников. // Тезисы докладов V конференции молодых ученых «Океанологические исследования», Владивосток. - 2011. - С. 148-149.

35. Агейкин, Д.И. Датчики контроля и регулирования / Д.И. Агейкин, E.H. Костина, H.H. Кузнецова. - Москва: Машиностроение, 1965. - 643 с.

36. Антонов, B.C. Измеритель волнения морской поверхности ИВМП-1: описание устройства и данные измерений натурного эксперимента CAMPOS'05 / B.C. Антонов, И.Н Садовский - Москва, 2007. - 35 с. (Препринт /ИКИ; №2137)

37. Смирнов, Н.Т. Определение характеристик морского волнения по цифровым фотографиям/ Н.Т. Смирнов, Д.М. Ермаков // Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса. - 2006. - Т.З, №2.-С. 149-154.

38. Ермаков, Д.M. Натурные исследования взволнованной морской поверхности совместными оптическими и СВЧ радиометрическими методами / Д.М. Ермаков, Н.Т. Смирнов // Радиотехника и электроника. -2004.-№4.-С. 431 -438.

39. Лучинин, А.Г. Об интерпретации спектров аэрофотографий морской поверхности / А.Г. Лучинин // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. - 1984. - Т.20, №3. - С. 331-334.

40. Нагибин, И.М. Прикладная физическая оптика / И.М. Нагибина, В.А. Москалев, Н.А Полушкина, В.Л. Рудин. - Москва: Высшая школа, 2002. -565 с.

41. Волоконно-оптический измеритель волнового давления у поверхности моря: Патент № 2112943 Российская Федерация / Ю.Н. Власов, В.К. Маслов, C.B. Сильвестров, А.Д. Толстоухов // Заявитель и патентообладатель: Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений". -№ 96101671/28, заявл. 17.09.2002 ; опубл. 20.06.2004.

42. Окоси, Т. Волоконно-оптические датчики / Т. Окоси. - Ленинград: Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1990. - 256с.

43. Волоконно-оптические датчики/ Под ред. Эрика Вуда - Москва :Техносфера, 2008. - 520 с.

44. Граттан, К.Т. Волоконно-оптические датчики и измерительные системы/ К.Т. Граттант // Датчики и системы. - 2001. - №3. - С. 31.

45. Гришачев, В.В. Волоконно-оптический датчик акустических волн с голографическим преобразователем / В.В. Гришачев, О.С. Брюховекий, A.M. Мандель, В.Н. Родионов // Датчики и системы. - 2002. - №11. - С.52.

46. Musha, Т. Optical Phase Fluctuations Thermally Induced in a Signal-Mode Optical Fibers /Т. Musha, J. Kamimura, M. Nakazawa // Appl. Opt. - 1982. -№21.-P. 694-698.

47. Оптический измеритель давления: Патент 2113697 Российская Федерация: G01L11/02 / С.А. Болотнов, А.И. Леонов, В.Т. Плешаков, В.И. Степанов,

А.И. Хомяков // Заявитель и патентообладатель: Фирма Тазприборавтоматика". - №97109236/28, заявл. 29.05.1997; опубл. 20.06.1998

48. Долгих, Г.И. Применение лазерно-интерференционных методов в океанографических исследованиях /Г.И. Долгих, Д.И. Валентин, С.Н. Ковалев, В.В. Овчаренко // Тезисы докладов конференции «Гидрометеорология Дальнего Востока и окраинных морей Тихого океана». Владивосток. - 2000. - С. 18.

49. Долгих, Г.И. Применение лазерных деформографов при изучении солнечно-земных связей / Г.И. Долгих, С.Г. Долгих, С.Н. Ковалев, И.А. Корень, В.В. Овчаренко, A.A. Плотников, В.А. Швец, C.B. Яковенко // Тезисы докладов III международной конференции «Солнечно-земные связи и электромагнитные предвестники землетрясений. Паратунка, Камчатская обл.-2004.-С. 78-79

50. Давыдов, А. В. Регистрация сверхнизкочастотных колебаний 52,5-м лазерным деформографом/ A.B. Давыдов, Г.И. Долгих // Изв. РАН. Физ. Земли. - 1995. - № 3. - С.64.

51. Долгих, Г.И. Двухкоординатный лазерный деформограф / Г.И. Долгих, Ковалев С.Н., И.А. Корень, В.В. Овчаренко // Журнал «Физика Земли». -1998.-№ 11.-С. 76-81.

52. Давыдов, A.B. Применение лазерных деформографов в гидроакустике/ A.B. Давыдов, Г.И. Долгих, Н.Ф Кабанов. // Акустический журнал. - 1995. -Т. 41. -№ 2. - С. 235-239.

53. Долгих, Г.И. Лазерный нанобарограф / Г.И. Долгих, С.Г. Долгих, С.Н. Ковалев, И.А. Корень, В.В. Овчаренко, В.А. Швец, C.B. Яковенко. // Третий Всероссийский симпозиум «Сейсмоакустика переходных зон». Материалы докладов. Владивосток. - 2003. - С. 44-48.

54. Долгих, Г.И. Лазерный нанобарограф и его применение при изучении бародеформационного взаимодействия / Г.И. Долгих, С.Г. Долгих, С.Н. Ковалев , И.А. Корень, О.В. Новикова, В.В. Овчаренко, О.П. Окунцева, В.А.

Швец, В.А. Чупин, С.В. Яковенко // Журнал «Физика Земли». - 2004. - №8. - С. 82-90.

55. Долгих, Г.И. Лазерный измеритель вариаций давления гидросферы / Г.И. Долгих, С.Г. Долгих, С.Н. Ковалев, В.А. Швец, В.А. Чупин, С.В. Яковенко // Приборы и техника эксперимента. - 2005. - № 6. - С. 137-138.

56. Shvets, V.A. Design features and prospect of use of laser device for measuring of variations of hydrosphere pressure for research in an infrasonic range/V.A. Shvets, G.I. Dolgikh, S.N. Kovalev, S.V. Yakovenko // Bridges of science between North America and the Russian Far East. Past, present and future An International conference of the Arctic and North Pacific Proceedings. Vladivostok. - 2004. - P.47

57. Долгих, Г.И. Особенности создания лазерного измерителя вариаций давления гидросферы / Г.И. Долгих, В.А. Швец, С.В. Яковенко // Второй всероссийский симпозиум «Сейсмоакустика переходных зон» Владивосток. -2001 - С. 82-83.

58. Долгих, Г.И. Лазерный гидрофон / Г.И. Долгих, А.А. Плотников, В.А. Швец // Приборы и техника эксперимента. - 2007. - №1. - С. 159-160

59. Лазерно-интерференционный гидрофон: Патент на полезную модель 58216. Российская Федерация: МПК G01L23/06/ Долгих Г.И., Плотников А.А./ Заявитель и патентообладатель: ТОЙ ДВО РАН - №2006122004/2, заявл.20.06.2006; опубл. 10.11. 2006, Бюл.31 -2с.: ил.

60. Долгих, Г.И. Мобильный лазерный измеритель вариаций давления гидросферы / Г.И. Долгих, А.А. Плотников, С.С. Будрин // Приборы и техника эксперимента. - 2011. -№4. - С. 161-162.

61. Долгих, Г.И. Технология пеленгации и идентификации опасных гидродинамических процессов Земли на стадии их зарождения и развития / Г.И. Долгих, С.С. Будрин, С.Г. Долгих, С.Н. Ковалев, В.В. Овчаренко, А.А. Плотников, В.А. Чупин, В.А. Швец, С.В. Яковенко // Подводные исследования и робототехника. - 2007. - №1. - С. 46-53.

62. Долгих, Г.И. Лазерный измеритель вариаций давления гидросферы в гидроакустических и океанологических исследованиях / Г.И. Долгих, С.С. Будрин, С.Г. Долгих, С.Н. Ковалев, A.A. Плотников, В.А. Чупин, В.А. Швец, C.B. Яковенко // Подводные исследования и робототехника. - 2007. -№1. - С. 40-45.

63. Долгих, Г.И. Лазерно-интерференционные системы измерения распределения гидростатического давления / Г.И. Долгих, С.С. Будрин, С.Г. Долгих, С.Н. Ковалев, A.A. Плотников, В.А. Чупин, В.А. Швец, C.B. Яковенко // Подводные исследования и робототехника. - 2011. - №1. - С. 49-58.

64. Долгих, Г. И. Лазерный гидрофон на основе зеленого лазера LCM-S-11 / Г.И. Долгих, С. Г. Долгих, А. А. Плотников, В. А. Чупин, С. В Яковенко // Приборы и техника эксперимента. - 2013. - №5. - С. 140-141.

65. Ландсберг, Г.С. Оптика: учебное пособие для вузов / Г.С. Ландсберг. -Москва: Наука, 2006. - 848 с.

66. Захарьевский, А.Н. Интерферометры / А.Н. Захарьевский - Москва: Оборонгиз, 1952. - 297 с.

67. Швец, В.А. Контроллер лазерного деформографа с синхронизацией по поисковому сигналу/ В.А. Швец // Тезисы докладов V конференции молодых ученых «Океанологические исследования». Владивосток. — 2011.— С. 158-159.

68. Швец, В.А. Системы контроля в регистрирующей аппаратуре лазерного измерителя вариаций давления гидросферы и лазерного деформографа / В.А. Швец // IV конференция молодых ученых "Океанологические исследования". Владивосток. - 2009. - С. 106-107.

69. Долгих, Г.И. Цифровая система регистрации лазерно-интерференционных установок/ Г.И. Долгих, С.Н. Ковалев, В.А. Швец, C.B. Яковенко // Приборы и техника эксперимента. - 2008. - №5. - С. 158-159.

70. Швец, В.А. Улучшение качества работы регистрирующих систем лазерного деформографа, нанобарографа и лазерного измерителя вариаций

давления гидросферы/ В.А. Швец // Пятый Всероссийский симпозиум «Физика геосфер». - 2007. - С. 105-107.

71. Швец, В.А. Контроллер-детектор регистрирующей системы лазерного деформографа / В.А. Швец // Приборы и техника эксперимента. - 2011. -№1. - С. 159-160.

72. Айхлер, Ю. Лазеры. Исполнение, управление, применение / Ю. Айхлер, Г-И. Айхлер. - Москва : Техносила, 2012. - 495 с.

73. Ландау, Л.Д. Теоретическая физика. Т. 7. Теория упругости / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. - Москва: Наука, 1987. - 246 с.

74. Растригин, Л. А. Системы экстремального регулирования / Л.А. Растригин. - Москва: Наука, 1974. - 624 с.

75. Гуревич, М.М. Фотометрия: теория, методы и приборы / М.М. Гуревич. -Ленинград: Машиностроение, 1983. -268 с.

76. Баранов, В.А. Применение микроконтроллеров AVR: схемы, алгоритмы, программы / В.А. Баранов. - Москва: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2006.-288 с.

77. Евстифеев, A.B. Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega фирмы «ATMEL» / A.B. Евстифеев - Москва: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2004. - 560 с.

78. Долгих, Г.И. Исследование волновых полей океана и литосферы лазерно-интерференционными методами / Г.И. Долгих - Владивосток: Дальнаука, 2000.- 160 с.

79. Хирд, Г. Измерение лазерных параметров / Г. Хирд. - Москва: «Мир», 1970.-540 с.

80. Андреева, Е.Д. Упругие элементы приборов / Е.Д Андреева. - Москва. :Машгиз. 1962.-456 с.

81. Громов, C.B. Физика - 7: учебник / C.B. Громов, H.A. Родина - Москва: «Просвещение», 2002. - 111 с.

82. Боуден, К. Физическая океанография прибрежных вод / К. Боуден. -Москва: «Мир», 1988. - 330 с.

83. Долгих, Г.И. Динамика ветровых волн при движении по шельфу убывающей глубины / Г.И. Долгих, С.С. Будрин, С.Г. Долгих, В.В. Овчаренко, А.А. Плотников, В.А. Чупин, В.А Швец, C.B. Яковенко // Доклады академии наук. - 2012. - Т.447, №4. - С. 445-449.

84. Долгих, Г.И. Взаимодействие низкочастотных гидроакустических волн с ветровыми морскими волнами / Г.И. Долгих, С.Г. Долгих, А.А. Плотников,

B.А. Чупин, C.B. Яковенко // Доклады академии наук. - 2010, - Т.430, № 2. -С. 257-260.

85. Долгих, Г.И. Сейсмоакустико-гидрофизический комплекс /Г.И.Долгих, Д.И. Валентин, С.Г. Долгих, С.Н. Ковалев, И.А. Корень, Д.В. Мукомел, В.А. Швец, C.B. Яковенко // Второй всероссийский симпозиум «Сейсмоакустика переходных зон». Владивосток. - 2001. - С. 77-79.

86. Долгих, Г.И. Сейсмоакустико-гидрофизический комплекс для мониторинга системы «атмосфера-гидросфера-литосфера» /Г.И. Долгих, С.Г. Долгих, Д.И. Валентин, С.Н. Ковалев, И.А. Корень, В.В. Овчаренко, C.B. Яковенко // Приборы и техника эксперимента. - 2002. - №3. - С. 120-122.

87. Долгих, Г.И. Применение лазерно-интерференционных методов в океанографических исследованиях /Г.И. Долгих, Д.И. Валентин, С.Н. Ковалев, В.В. Овчаренко // Тезисы докладов конференции «Гидрометеорология Дальнего Востока и окраинных морей Тихого океана». Владивосток. - 2000. - С. 18.

88. Долгих, Г.И. Инфразвуковые колебания японского моря / Г.И. Долгих,

C.Г. Долгих, C.B. Смирнов, В.А. Чупин, В.А. Швец, C.B. Яковенко // Доклады академии наук. - 2011. - Т.441, №1. - С. 98-102.

89. Давыдов, А. В. Регистрация сверхнизкочастотных колебаний 52,5-м лазерным деформографом/ А.В. Давыдов, Г.И. Долгих // Изв. РАН. Физ. Земли. -1995. -№ 3. - С.64.

90. Долгих, Г.И. Особенности сверхнизкочастотных деформаций земной коры побережья японского моря после шторма / Г.И. Долгих, В.А. Новотрясов,

М.С. Пермяков // Доклады академии наук. - 2003. - Т.389, № 4. - С. 532534.

91. Долгих, Г.И. Закономерность трансформации гидроакустической энергии в сейсмоакустическую энергию в море переменной глубины / Г.И. Долгих, С.Г. Долгих, В.В Овчаренко, и др. // Сборник трудов XX сессии РАО. -2008.-Т.2.-С. 438-440.

92. Balay, S. PETSc User Manual - Tech / S. Balae, К. Buschelman, V.Eijikhout et al - Rep. ANL-95/11, 2008. 123 p.

93. Hernandrez, V. A scalable and flexible toolkit for the solution of eigenvalue problems ACM. Trans. Math. Software / V. Hernandrez, J.E.Roman, V Vidal. -2005.-V.31.-P. 351-362.

94. Jle Блонд, П. Волны в океане / П. Ле Блонд, Л. Майсек. - Москва: Мир, 1981.-Т.1.-Т.2.-845с.

95. Рабинович, А.Б. Длинные гравитационные волны в океане: захват, резонанс, излучение / А.Б. Рабинович. - Санкт-Петербург: Гридрометеоиздат, 1993. - 326 с.

96. Бреховских, Л.М. Теоретические основы акустики океана / Л.М. Бреховских, Ю.П. Лысанов. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1982. - 264 с.

97. Рутенко, А. Н. Особенности спектров вариаций температуры воды и интенсивностей акустических сигналов, измеренных на шельфе Японского моря/ А.Н. Рутенко // Акустический журнал. - 2006. - Т.52. №4. - С. 531538.