An optical solution for simultaneous in-situ sea water salinity and turbidity measurements PDF Download
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Author: Bo Hou
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Languages : fr
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Book Description
La salinité et la turbidité sont deux propriétés importantes pour comprendre le comportement physique des océans. L'étude de l'océanographie physique a besoin d'un salino-turbidi-mètre in-situ, haute résolution. L'objectif de ce travail de recherche est de proposer, concevoir et réaliser de nouvelles solutions optiques dédiées aux mesures simultanées de salinité et de turbidité de l'eau de mer. Une première étude est menée, afin de démontrer la conception d'un réfractomètre à haute résolution basé sur une mesure de la déviation d'un faisceau laser par un dispositif de détection de position (PSD). Cependant, le PSD n'a pas la capacité de récupérer les informations de la distribution de puissance du faisceau laser, qui est liée à la mesure de la turbidité. Par contre, le dispositif à transfert de charge (CCD) donne beaucoup plus d'informations sur la distribution de la puissance du faisceau laser. Dans la deuxième partie de la thèse, une comparaison des performances entre le système avec PSD et le système avec CCD combiné à un algorithme de calcul du centre de gravité est discuté avec une attention particulière pour le réfractomètre avec CCD. Selon le principe du système basé sur CCD, cinq paramètres du système avec CCD: la taille de la fenêtre d'image, le nombre d'images traitées, le seuil, le "binning" et la saturation sont évalués afin d'optimiser le réfractomètre équipé d'un CCD. En appliquant les paramètres optimisés, les performances du système avec CCD sont meilleures que les performances du système avec PSD pour mesurer l'indice de réfraction. Par ailleurs, en appliquant les différents algorithmes de post-traitements, le système avec CCD possède la capacité de mesurer les propriétés, qui sont sensibles à la distribution de puissance. Pour montrer cet avantage du système avec CCD, une méthode basée sur la mesure d'atténuation de la lumière est utilisée pour mesurer la turbidité sans modifier la configuration du réfractomètre. Cependant, les mesures de salinité et turbidité s'influencent mutuellement dans un réfractomètre. Pour surmonter ces influences, un CCD combiné à un nouvel algorithme est utilisé pour mesurer l'indice de réfraction et l'atténuation. Plusieurs simulations et expérimentations sont menées pour évaluer cette nouvelle méthode. Selon les résultats, la façon d'améliorer la résolution est aussi discutée. La validation de notre méthode est montrée par la comparaison de nos résultats avec ceux du néphélomètre spécifié par le standard NTU. En étudiant les performances du réfracto-turbidi-mètre basé sur CCD, 3 nouveaux prototypes sont proposés pour améliorer les performances des mesures de salinité et de turbidité à la fin de cette thèse.
Author: Bo Hou
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La salinité et la turbidité sont deux propriétés importantes pour comprendre le comportement physique des océans. L'étude de l'océanographie physique a besoin d'un salino-turbidi-mètre in-situ, haute résolution. L'objectif de ce travail de recherche est de proposer, concevoir et réaliser de nouvelles solutions optiques dédiées aux mesures simultanées de salinité et de turbidité de l'eau de mer. Une première étude est menée, afin de démontrer la conception d'un réfractomètre à haute résolution basé sur une mesure de la déviation d'un faisceau laser par un dispositif de détection de position (PSD). Cependant, le PSD n'a pas la capacité de récupérer les informations de la distribution de puissance du faisceau laser, qui est liée à la mesure de la turbidité. Par contre, le dispositif à transfert de charge (CCD) donne beaucoup plus d'informations sur la distribution de la puissance du faisceau laser. Dans la deuxième partie de la thèse, une comparaison des performances entre le système avec PSD et le système avec CCD combiné à un algorithme de calcul du centre de gravité est discuté avec une attention particulière pour le réfractomètre avec CCD. Selon le principe du système basé sur CCD, cinq paramètres du système avec CCD: la taille de la fenêtre d'image, le nombre d'images traitées, le seuil, le "binning" et la saturation sont évalués afin d'optimiser le réfractomètre équipé d'un CCD. En appliquant les paramètres optimisés, les performances du système avec CCD sont meilleures que les performances du système avec PSD pour mesurer l'indice de réfraction. Par ailleurs, en appliquant les différents algorithmes de post-traitements, le système avec CCD possède la capacité de mesurer les propriétés, qui sont sensibles à la distribution de puissance. Pour montrer cet avantage du système avec CCD, une méthode basée sur la mesure d'atténuation de la lumière est utilisée pour mesurer la turbidité sans modifier la configuration du réfractomètre. Cependant, les mesures de salinité et turbidité s'influencent mutuellement dans un réfractomètre. Pour surmonter ces influences, un CCD combiné à un nouvel algorithme est utilisé pour mesurer l'indice de réfraction et l'atténuation. Plusieurs simulations et expérimentations sont menées pour évaluer cette nouvelle méthode. Selon les résultats, la façon d'améliorer la résolution est aussi discutée. La validation de notre méthode est montrée par la comparaison de nos résultats avec ceux du néphélomètre spécifié par le standard NTU. En étudiant les performances du réfracto-turbidi-mètre basé sur CCD, 3 nouveaux prototypes sont proposés pour améliorer les performances des mesures de salinité et de turbidité à la fin de cette thèse.
Author: Klaus Grasshoff
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 3527613994
Category : Science
Languages : de
Pages : 632
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Book Description
Since the book first appeared in 1976, Methods of Seawater Analysis has found widespread acceptance as a reliable and detailed source of information. Its second extended and revised edition published in 1983 reflected the rapid pace of instrumental and methodological evolution in the preceding years. The development has lost nothing of its momentum, and many methods and procedures still suffering their teething troubles then have now matured into dependable tools for the analyst. This is especially evident for trace and ultra-trace analyses of organic and inorganic seawater constituents which have diversified considerably and now require more space for their description than before. Methods to determine volatile halocarbons, dimethyl sulphide, photosynthetic pigments and natural radioactive tracers have been added as well as applications of X-ray fluorescence spectroscopy and various electrochemical methods for trace metal analysis. Another method not previously described deals with the determination of the partial pressure of carbon dioxide as part of standardised procedures to describe the marine CO2 system.
Author: Babin, Marcel
Publisher: UNESCO
ISBN: 9231040421
Category : Nature
Languages : en
Pages : 880
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Book Description
The proliferation of harmful phytoplankton in marine ecosystems can cause massive fish kills, contaminate seafood with toxins, impact local and regional economies and dramatically affect ecological balance. Real-time observations are essential for effective short-term operational forecasting, but observation and modelling systems are still being developed. This volume provides guidance for developing real-time and near real-time sensing systems for observing and predicting plankton dynamics, including harmful algal blooms, in coastal waters. The underlying theory is explained and current trends in research and monitoring are discussed.Topics covered include: coastal ecosystems and dynamics of harmful algal blooms; theory and practical applications of in situ and remotely sensed optical detection of microalgal distributions and composition; theory and practical applications of in situ biological and chemical sensors for targeted species and toxin detection; integrated observing systems and platforms for detection; diagnostic and predictive modelling of ecosystems and harmful algal blooms, including data assimilation techniques; observational needs for the public and government; and future directions for research and operations.
Author: Philippe Quevauviller
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 1119977592
Category : Science
Languages : en
Pages : 469
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Book Description
Wide- scale chemical monitoring programmes are required by international conventions and European Union policies such as the Water Framework Directive (2000/60/EC) and the new EU Marine Strategy Framework Directive (MSFD). This entails all waters, including transitional and coastal waters, sediments and biota. The final volume in the Water Quality Measurement Serieshighlights policy frameworks and analytical trends with an emphasis on laboratory methods and quality control. Within this comprehensive text, the following sections are included: Setting the Scene; monitoring of pollutants Policy Settings; international conventions and EU marine strategy Marine monitored parameters; trace elements, chemical species, organic micropollutants, and nutrients Types of monitoring; classical chemical monitoring, biomonitoring and in-situ methods Quality assurance; certified reference materials for marine monitoring Research and developments; the role of sediments in coastal monitoring, and passive sampling technologies Chemical Marine Monitoring: Policy Framework and Analytical Trends is intended for postgraduates and researchers working in analytical chemistry and its application to environmental and health analyses. Those interested in developing new methods and materials in relation to drinking water regulations with also find this book beneficial.
Author: John D. Strickland
Publisher:
ISBN:
Category : Seawater
Languages : en
Pages : 310
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Author: Miroslaw Jonasz
Publisher: Elsevier
ISBN: 0080548679
Category : Science
Languages : en
Pages : 715
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Book Description
Light scattering-based methods are used to characterize small particles suspended in water in a wide range of disciplines ranging from oceanography, through medicine, to industry. The scope and accuracy of these methods steadily increases with the progress in light scattering research. This book focuses on the theoretical and experimental foundations of the study and modeling of light scattering by particles in water and critically evaluates the key constraints of light scattering models. It begins with a brief review of the relevant theoretical fundamentals of the interaction of light with condensed matter, followed by an extended discussion of the basic optical properties of pure water and seawater and the physical principles that explain them. The book continues with a discussion of key optical features of the pure water/seawater and the most common components of natural waters. In order to clarify and put in focus some of the basic physical principles and most important features of the experimental data on light scattering by particles in water, the authors employ simple models. The book concludes with extensive critical reviews of the experimental constraints of light scattering models: results of measurements of light scattering and of the key properties of the particles: size distribution, refractive index (composition), structure, and shape. These reviews guide the reader through literature scattered among more than 210 scientific journals and periodicals which represent a wide range of disciplines. A special emphasis is put on the methods of measuring both light scattering and the relevant properties of the particles, because principles of these methods may affect interpretation and applicability of the results. The book includes extensive guides to literature on light scattering data and instrumentation design, as well as on the data for size distributions, refractive indices, and shapes typical of particles in natural waters. It also features a comprehensive index, numerous cross-references, and a reference list with over 1370 entries. An errata sheet for this work can be found at: http://www.tpdsci.com/Ref/Jonasz_M_2007_LightScatE.php *Extensive reference section provides handy compilations of knowledge on the designs of light scattering meters, sources of experimental data, and more *Worked exercises and examples throughout
Author: Steven Greb
Publisher:
ISBN: 9781896246673
Category :
Languages : en
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Book Description
Author: Pentti Mälkki
Publisher:
ISBN:
Category : Brackish water ecology
Languages : en
Pages : 244
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Author: World Meteorological Organization
Publisher:
ISBN:
Category : Hydrology
Languages : en
Pages : 292
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Author: Paula G. Coble
Publisher: Cambridge University Press
ISBN: 0521764610
Category : Science
Languages : en
Pages : 407
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Book Description
A core text on principles, laboratory/field methodologies, and data interpretation for fluorescence applications in aquatic science, for advanced students and researchers.
