摘要
水下电视监控己成为开发海洋与一切水域的眼睛，应用己越来越广。本文介绍水下电视监控的作用以及在实施中应考虑的几个技术问题和解决的措施。
关键词：水下电视监控 吸收 散射 衰减 水密
一、 前言
随着开发海洋、江河与湖泊科学事业的发展，水下工程的规模越来越大，水下电视监控已成为开发水域的眼睛，其应用已越来越广泛。
由于超声波技术的进步，过去利用声纳等进行水中情况的调查观测相当普遍，但这些都是间接观测的方法。而直接观测可用潜水员或潜水调查船以及水中摄影等方法，但这些方法存在着要训练潜水员，且水深只能在50米以内，因而有代价高，不经济以及不能即时反映实况等不足之处。由此发展了水下电视监控，它在安全性、及时性、经济性等方面极为出色，而且可与录像机、水中摄像机配合使用，得到更佳效果。
近年来，随着光电技术的发展以及各种新型的摄像元器件的不断出现，低照度和耐辐照的水下电视摄像机正在恶劣环境下得到广泛的应用。红外、变焦距、广角和旋转式以及仰角遥控镜头等特殊光学系统也提高了水下电视监控的性能，并扩大了它的实用范围。
水下电视监控技术的发展，主要是发展遥控式水下电视车（自游式水下电视），水下电视摄像机的小型化，并研制激光电视、超声波电视和耐辐照电视等。今后随着海洋等水域事业的不断发展，水下电视监控系统将越来越成为不可缺少的重要工具
二、水下电视监控的作用
水下电视监控主要用于水下作业的监视，在目前，已用于下列几个领域：
（1）海中土建工程：礁盘和海底情况的初步调查，工程管理，完成情况的检查，以及作为水中推土机等水下作业的辅助设备。
（2）水中资源的调查、观测，海底矿物，海底油田以及珍珠、珊瑚和各种海藻的调查研究。
（3）渔业方面：在某特定水域设置的鱼网及人工鱼礁的实际情况调查，鱼群的探测等。
（4）沉船的调查，打捞过程的监视以及对所需修理船舰水下部分的检查和估价等。
（5）水力发电水下淤泥的监察和发电厂给水管线内部的检查和焊接。
（6）江河与水库堤坝的监察及其他水下建筑设施的定期检查。
（7）潜艇水下侦察。
（8）核电站用的现场监察设备。
水下电视监控技术上的各种问题随用途、目的而有种种不同，一般要考虑下列几个问题：
三、水中光的吸收和散射对图象质量的影响
水下电视监控在光学方面与陆地上使用的电视监控有两点不相同：
（1）光的衰减非常之大；
（2）由于水中存在各种污浊物，使得光的散射现象相当严重。
上述两点是左右电视图象质量的根本问题，在水中，光的衰减现象随海水的性质以及浮游生物和其他悬浮物的不同而不同，并且随光的波长而变化，对于第一个问题，若仅仅是光的衰减现象的话，用加强光源即可解决。可是，对第二点光的散射现象却随光的增强而增大，在水中悬浮物比较多的情况下进行摄影，就象地面上雾很大一样，使得能见度减小。
图1是在一个工业水池内对光的衰减的测定值。从图可知，一般情况下，光在水中直线进行时，它是按指数衰减的，其相互关系可用下式表示： I = Ioe- dL (e为自然对数) （1）
式中，Io为某层光的照度；L为深度；I则是深度为L处的光的照度；d 为衰减系数，它是由吸收系数，散射系数之和组成，根据水质情况而异。
图1中d=0.36。这个数值意味着光进入水中一米处是以最初的照度的1/1.43衰减，而在达到深度 Lm处的某层光照度的损失为：
Io － I = (1－e - dLm)Io (2)
故光通过一米处所损失的量的比为1－e - d，而光通过一米处所损失的量就其波长来看，则如图10-31所示，从图中可知，波长长的光衰减非常大，这种现象与在空气中正好相反，空气中光的衰减是按照下式进行的。
I = Ioexp｛- (d +βλ- 4 )L｝ (3)
式中，d、β为常数，λ为光的波长，Io为光在某处的照度
从上式可知，在一般空气中，λ越大，衰减越小，故在这种场合波长越长的光，能达到的地方越远，红外线摄影能特别有效地摄取很远的东西，但红外摄影不能通过雾或雨，因为红光在水中将被吸收。由于在水中光的衰减比在空气中大，特别是波长长的光衰减大，故产生了光源的选择问题。
在水中，光的散射现象多数是由于水中浮游生物，尘土，悬浮物等的存在，通常是由胶体粒子的存在而造成。光在水中前进过程中，由于吸收造成的衰减与由于散射造成的衰减之间的关系可用下式表示：
d = y + S (4)
式中，d为衰减系数，y为吸收系数，S为散射系数。
在完全没有散射的水中，波长为480nm的光存在着d=y=0.02的衰减。但是，即使在非常干净的、透明的水中，光的衰减也有60%是散射造成的，40%是吸收造成的，所以说在水中光的衰减很大一部分是散射造成的。
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