RU2659902C1

RU2659902C1 - Method for determining the spectral luminance coefficient and absolute values of spectral brightness and irradiation of the sea surface

Info

Publication number: RU2659902C1
Application number: RU2017124075A
Authority: RU
Inventors: Михаил Ен Гон Ли; Серей Вячеславович Федоров
Original assignee: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Морской гидрофизический институт РАН"
Priority date: 2017-07-06
Filing date: 2017-07-06
Publication date: 2018-07-04

Abstract

FIELD: measuring equipment.

SUBSTANCE: invention relates to the field of spectrophotometry and relates to a method for determining the spectral luminance coefficient and the absolute values of spectral brightness and irradiation of the sea surface. Method consists in that the light streams incident on the sea surface and rising from the water column through the channels, respectively, of irradiance and brightness are directed to the device, where a modulator carries out their alternate redirection to an entrance slit of a monochromator, from an output slit of which a monochromatic light gets on a photomultiplier. Irradiance channel flow is divided into two beams, one of which has an intensity that is an order of magnitude smaller than the other. Beam of higher intensity is directed through a given region of the input slit of the monochromator to a photodiode. Beam of lower intensity is directed alternately with a light flux from the brightness channel to the photomultiplier. Spectral luminance coefficient is determined according to the photomultiplier signals. Absolute value of the irradiance is determined according to a photodiode signal. According to the obtained values, the absolute value of the sea brightness is determined.

EFFECT: technical result consists in increasing the accuracy of measurements and providing the possibility of simultaneous determination of the spectral luminance coefficient and absolute values of spectral brightness and irradiation of the sea surface.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к спектрофотомерии и может быть использовано для измерения спектрального коэффициента яркости, абсолютных значений спектральной яркости восходящего из водной толщи излучения и облученности морской поверхности при решении широкого ряда задач океанографии, оптики и биологии моря.The invention relates to spectrophotometry and can be used to measure the spectral brightness coefficient, the absolute values of the spectral brightness of the radiation rising from the water column and the irradiation of the sea surface when solving a wide range of problems in oceanography, optics and sea biology.

Известен морской спектрофотометр [Артемьев В.А., Буренков В.И., Вортман М.И., Григорьев А.В., Копелевич О.В., Храпко А.Н. Подспутниковые измерения цвета океана: новый плавающий спектрорадиометр и его метрология // Океанология, 2000, т. 40, №1, с.148-155], в основу работы которого заложен способ измерения спектрального коэффициента яркости, выбранный в качестве прототипа заявленного изобретения. Согласно прототипу солнечное излучение, падающее на поверхность моря (через канал облученности), и излучение, восходящее из водной толщи (через канал яркости), попадают в спектрофотометр, где модулятором осуществляется их поочередное перекрытие и перенаправление на входную щель монохроматора, на выходе из которого монохроматический свет попадает на фотоприемник (ФЭУ). Оптронными парами, расположенными на модуляторе, вырабатываются два синхронных импульса, соответствующие моменту попадания светового потока от каждого измерительного канала. По дополнительному импульсу проверочного канала производится оценка темнового тока. Затем сигналы от ФЭУ и оптронных пар усиливаются, регистрируются и преобразуются в аналоговом блоке в напряжение, соответствующее абсолютному значению яркости В и абсолютному значению облученности Е. Спектральный коэффициент яркости получается как отношение В/Е на этапе цифровой обработки.Famous marine spectrophotometer [Artemyev V.A., Burenkov V.I., Vortman M.I., Grigoryev A.V., Kopelevich O.V., Khrapko A.N. Sub-satellite measurements of the color of the ocean: a new floating spectroradiometer and its metrology // Oceanology, 2000, v. 40, No. 1, p.148-155], which is based on the method of measuring the spectral brightness coefficient, selected as a prototype of the claimed invention. According to the prototype, solar radiation incident on the sea surface (through the irradiation channel) and radiation rising from the water column (through the brightness channel) fall into the spectrophotometer, where they are alternately overlapped and redirected to the entrance slit of the monochromator, the output of which is monochromatic light enters the photodetector (PMT). Optocoupler pairs located on the modulator produce two synchronous pulses corresponding to the moment of light flux from each measuring channel. An additional pulse of the test channel evaluates the dark current. Then the signals from the PMT and the optocoupler pairs are amplified, recorded and converted in the analog block to a voltage corresponding to the absolute value of the brightness B and the absolute value of the irradiation E. The spectral brightness coefficient is obtained as the B / E ratio at the stage of digital processing.

Прототип содержит следующие признаки, сходные с существенными признаками заявленного изобретения: два световых потока (солнечное излучение, падающее на поверхность моря, и, излучение, восходящее из водной толщи) через каналы облученности и яркости соответственно направляют в прибор, где модулятором осуществляют их поочередное перекрытие и перенаправление на входную щель монохроматора, на выходе из которого монохроматический свет попадает на фотоприемник (ФЭУ). Момент попадания в ФЭУ светового потока от каждого измерительного канала определяют по синхронному импульсу, который вырабатывает оптронная пара, расположенная на модуляторе. Далее сигналы от ФЭУ и оптронной пары усиливают, регистрируют и преобразуют в напряжение в аналоговом блоке.The prototype contains the following features similar to the essential features of the claimed invention: two light fluxes (solar radiation incident on the sea surface, and radiation rising from the water column) through the irradiation and brightness channels, respectively, are sent to the device, where they are alternately blocked by a modulator and redirection to the entrance slit of the monochromator, at the exit of which monochromatic light enters the photodetector (PMT). The moment of light flux entering the PMT from each measuring channel is determined by the synchronous pulse generated by the optocoupler couple located on the modulator. Next, the signals from the PMT and the optocoupler pair are amplified, recorded and converted into voltage in the analog block.

Недостатком прототипа является недостаточная точность измерения абсолютных величин яркости моря и облученности в широком диапазоне значений. Это связано с тем, что, во-первых, величины яркости и облученности отличаются друг от друга на один-два порядка и, во-вторых, в зависимости от условий освещенности (облачность, солнечный день) величины яркости и облученности могут меняться на несколько порядков, и изменения эти могут происходить мгновенно и несколько раз за время измерений. Измерение двух отличающихся по величине и сильно изменяющихся в зависимости от условий освещенности световых потоков в абсолютных значениях с помощью ФЭУ с высокой точностью затруднено из-за необходимости поддерживать в течение длительного времени постоянной световую чувствительность ФЭУ. Прибор представляет собой два фотометра для измерения яркости и облученности, совмещенные в одном корпусе, что требует отдельной калибровки для каждого оптического канала, обеспечение высокой точности которой в экспедиционных условиях затруднено, следовательно, также влияет на точность измерений.The disadvantage of the prototype is the lack of accuracy in measuring the absolute values of the brightness of the sea and irradiation in a wide range of values. This is due to the fact that, firstly, the brightness and irradiance values differ by one or two orders of magnitude and, secondly, depending on the lighting conditions (cloudy, sunny day), the brightness and irradiance values can vary by several orders of magnitude , and these changes can occur instantly and several times during the measurement. Measurement of two light fluxes that differ in magnitude and vary greatly depending on the illumination conditions in absolute values using a photomultiplier with high accuracy is difficult because of the need to maintain a constant photomultiplier sensitivity for a long time. The device consists of two photometers for measuring brightness and irradiance, combined in one housing, which requires a separate calibration for each optical channel, which is difficult to ensure high accuracy under field conditions, therefore, also affects the accuracy of measurements.

Спектральный коэффициент яркости является основным параметром, содержащим информацию о восходящем из моря излучении, получаемым на основе измерений спутниковых сканеров цвета океана. Для калибровки спутниковых сканеров предъявляются высокие требования к точности подспутниковых измерений коэффициента яркости моря. Известно, что качество интерпретации космической информации можно существенно улучшить, если данные спутниковых сканеров цвета периодически сравнивать с результатами непосредственных биооптических наблюдений спектра восходящего излучения с уровня поверхности моря. Современные требования к качеству контрольно-калибровочной информации выявили настоятельную необходимость выработки совершенно новых подходов к подспутниковому обеспечению, начиная с разработки методов повышения точности полевых измерений и кончая поисками путей согласования экспериментальных данных с новейшими теоретическими представлениями распространения излучения в реальной водной среде.The spectral brightness coefficient is the main parameter containing information about the radiation rising from the sea, obtained on the basis of measurements of satellite scanners of the color of the ocean. To calibrate satellite scanners, high demands are placed on the accuracy of sub-satellite measurements of the sea luminance factor. It is known that the quality of interpretation of space information can be significantly improved if the data from satellite color scanners are periodically compared with the results of direct bio-optical observations of the spectrum of the ascending radiation from sea level. Modern requirements for the quality of control and calibration information have revealed the urgent need to develop completely new approaches to sub-satellite support, starting with the development of methods to improve the accuracy of field measurements and ending with the search for ways to reconcile experimental data with the latest theoretical concepts of radiation propagation in a real aqueous medium.

В основу изобретения поставлена задача создания нового нетривиального подхода к измерениям спектральных характеристик восходящего излучения моря, к измерениям спектрального коэффициента яркости, представляющего собой отношение яркости моря к облученности В/Е, и абсолютных значений облученности.The basis of the invention is the task of creating a new non-trivial approach to measuring the spectral characteristics of the rising radiation of the sea, to measuring the spectral coefficient of brightness, which is the ratio of the brightness of the sea to the irradiation B / E, and the absolute values of the irradiation.

Совокупностью существенных признаков изобретения обеспечивается получение нового технического свойства - совмещение в одном устройстве преимуществ двулучевого фотометра с фотоумножителем в качестве приемника светового излучения и фотометра прямого отсчета с высокостабильным кремниевым фотодиодом для обеспечения его абсолютной калибровки в энергетических единицах.The combination of essential features of the invention provides a new technical property: combining in one device the advantages of a two-beam photometer with a photomultiplier as a light detector and a direct reading photometer with a highly stable silicon photodiode to ensure its absolute calibration in energy units.

Указанное новое техническое свойство обусловливает достижение технического результата изобретения - возможность одновременного определения спектрального коэффициента яркости и абсолютных значений спектральной яркости и облученности поверхности моря, а также повышение точности измерений.The specified new technical property determines the achievement of the technical result of the invention - the ability to simultaneously determine the spectral brightness coefficient and the absolute values of the spectral brightness and irradiation of the sea surface, as well as improving the accuracy of measurements.

Поставленная задача решается тем, что до попадания в монохроматор световой поток от канала облученности (поток, падающий на поверхность моря) разделяют на два пучка, верхний и нижний, причем верхний пучок создают более интенсивным, а нижний - значительно менее интенсивным (более чем на порядок меньшей интенсивности, чем верхний). Эти два пучка направляют на разные участки (зоны) входной щели монохроматора. Пучок большей интенсивности направляют через одну зону входной щели монохроматора и далее через выходную щель монохроматора - на фотоприемник (на высокостабильный кремниевый фотодиод), реализуя на этом выходе схему фотометра прямого отсчета для измерения абсолютных значений облученности. Пучок меньшей интенсивности поочередно со световым потоком от канала яркости направляют (с потоком, восходящим из водной толщи) через другую зону входной щели монохроматора и далее через другую выходную щель монохроматора - на другой фотоприемник (ФЭУ), реализуя на этом выходе прибора схему двулучевого фотометра с одним приемником. По средним величинам полученных от ФЭУ сигналов с помощью обратной связи обеспечивают постоянство светочувствительности ФЭУ (регулируют светочувствительность ФЭУ, обеспечивая ему оптимальные условия работы). Регистрируемые ФЭУ сигналы преобразуют в пару напряжений, соответствующих сигналам каналов яркости и облученности, и по отношению этих напряжений вычисляют спектральный коэффициент яркости. Регистрируемый фотодиодом сигнал преобразуют в напряжение и по нему определяют абсолютное значение облученности. Определяют абсолютное значение яркости моря по абсолютному значению облученности и спектральному коэффициенту яркости.The problem is solved in that before reaching the monochromator, the light flux from the irradiation channel (the flux incident on the sea surface) is divided into two beams, the upper and lower ones, with the upper beam being more intense and the lower one being much less intense (more than an order of magnitude) lower intensity than the top). These two beams are directed to different sections (zones) of the entrance slit of the monochromator. A beam of higher intensity is sent through one zone of the entrance slit of the monochromator and then through the exit slit of the monochromator - to the photodetector (to a highly stable silicon photodiode), realizing at this output a direct reading photometer circuit for measuring absolute values of irradiation. A beam of lower intensity alternately with the luminous flux from the luminance channel is sent (with a stream rising from the water column) through another zone of the entrance slit of the monochromator and then through another output slit of the monochromator to another photodetector (PMT), realizing at this output of the device a two-beam photometer with one receiver. By the average values of signals received from the PMT, using feedback, the PMT photosensitivity is constant (they regulate the PMT photosensitivity, providing it with optimal working conditions). The recorded PMT signals are converted into a pair of voltages corresponding to the signals of the brightness and irradiation channels, and the spectral brightness coefficient is calculated from these voltages. The signal recorded by the photodiode is converted into voltage and the absolute value of the irradiation is determined from it. The absolute value of the brightness of the sea is determined by the absolute value of the irradiation and the spectral coefficient of brightness.

Преимущественно, пучок большей интенсивности создают отражением светового потока от поверхности с коэффициентом отражения 98%, а пучок меньшей интенсивности - отражением от поверхности с коэффициентом отражения 5%.Mostly, a beam of higher intensity is created by reflection of the light flux from the surface with a reflection coefficient of 98%, and a beam of lower intensity is produced by reflection from the surface with a reflection coefficient of 5%.

Сущность изобретения заключается в следующем. На входной порт монохроматора с двумя выходными портами устанавливается специально разработанный фотометрический блок, в котором имеется два оптических канала - яркости восходящего излучения и облученности поверхности моря падающим солнечным светом. От этих двух каналов с помощью вращающегося электродвигателем модулятора внутрь монохроматора поочередно с большой скоростью направляются три луча: один - от канала яркости и два - от канала облученности. Модулятор представляет собой диск с чередующимися вырезами и секторами из темного полированного стекла. На полированных секторах нанесена полоска зеркального покрытия, поэтому падающее на эти сектора излучение от коллектора облученности отражается двумя лучами, один из которых отражается от полированной поверхности стекла, а другой - от зеркальной его части, и его интенсивность, соответственно, во много раз больше. Оптическая схема прибора устроена таким образом, что луч от канала яркости и луч малой интенсивности от канала облученности направляются модулятором в одну половину входной щели монохроматора, а луч большой интенсивности - в другую. Соответственно, на выходе монохроматора эти лучи направляются на разные выходные его порты. В результате на одном из выходных портов, куда поступает излучение яркости восходящего излучения и облученности поверхности моря, удается реализовать двулучевой фотометр для измерений спектра коэффициента яркости моря. На выходе другого порта монохроматора, куда поступает высокоинтенсивный луч от коллектора облученности, установлено соответствующее светоприемное устройство, обеспечивающее одновременное измерение абсолютной облученности.The invention consists in the following. A specially designed photometric unit is installed on the input port of the monochromator with two output ports, in which there are two optical channels — brightness of the rising radiation and irradiation of the sea surface by the incident sunlight. From these two channels, using a modulator rotating by an electric motor, three beams are directed alternately at a high speed into the monochromator: one from the brightness channel and two from the irradiation channel. The modulator is a disk with alternating cutouts and sectors of dark polished glass. A strip of mirror coating is applied to the polished sectors, therefore, the radiation incident on these sectors from the irradiation collector is reflected by two rays, one of which is reflected from the polished surface of the glass, and the other from its mirror part, and its intensity, respectively, is many times higher. The optical circuit of the device is arranged in such a way that a beam from the brightness channel and a low-intensity beam from the irradiation channel are sent by the modulator to one half of the entrance slit of the monochromator, and the high-intensity beam to the other. Accordingly, at the output of the monochromator, these rays are directed to its different output ports. As a result, at one of the output ports, where the radiation of the brightness of the rising radiation and the irradiation of the sea surface enters, it is possible to implement a two-beam photometer for measuring the spectrum of the sea luminance coefficient. At the output of another port of the monochromator, where a high-intensity beam from the irradiation collector enters, an appropriate light-receiving device is installed that provides simultaneous measurement of absolute irradiation.

На чертеже представлена схема морского спектрофотометра, реализующего заявленный способ.The drawing shows a diagram of a marine spectrophotometer that implements the claimed method.

Устройство содержит: фотометрический модуль, состоящий из косинусного коллектора 1 и светозащитного экрана (не показан), канала облученности, плоско-выпуклой линзы 2 и эллипсоидного зеркала 3 канала яркости, размещенных в поворотной головке, модулятора 4 с зеркальными секторами 5, оптронной пары 6 и светоразделительной пластины (не показана); монохроматор, состоящий из входной 7 и двух выходных щелей 8 и 9, плоских и вогнутых зеркал 10, 11 и 12, вращающихся дифракционных решеток 13; фотоэлектронный блок двулучевого фотометра на основе фотоэлектронного умножителя 14; фотоэлектронный блок фотометра прямого отсчета для измерения абсолютных значений облученности 15 на основе высокостабильного кремниевого фотодиода.The device comprises: a photometric module, consisting of a cosine collector 1 and a light shield (not shown), an irradiation channel, a plano-convex lens 2 and an ellipsoid mirror 3 of a brightness channel located in the rotary head, a modulator 4 with mirror sectors 5, an optic pair 6 and a light separation plate (not shown); monochromator, consisting of input 7 and two output slits 8 and 9, flat and concave mirrors 10, 11 and 12, rotating diffraction gratings 13; a photoelectronic unit of a two-beam photometer based on a photoelectron multiplier 14; photoelectronic unit of a direct reading photometer for measuring the absolute values of irradiation 15 based on a highly stable silicon photodiode.

Заявленный способ осуществляют следующим образом.The claimed method is as follows.

Прямой солнечный поток и рассеянный небосводом световой поток попадают на косинусный коллектор 1 канала облученности. Внутри корпуса фотометрического модуля световой поток от косинусного коллектора 1 проходит вдоль светозащитного экрана (не показан) и через соответствующую щель модулятора 4 попадает на зеркальный сектор 5. Восходящий от моря световой поток попадает на плоско-выпуклую линзу 2 канала яркости. Оптическая головка канала яркости способна вращаться относительно корпуса фотометрического модуля, позволяя направлять ее в район морской поверхности, свободный от солнечного блика. Световой поток от плоско-выпуклой линзы 2 (на чертеже обозначен линией с тремя стрелками) перенаправляется эллипсоидным зеркалом 3 и, проходя соответствующую щель модулятора 4, фокусируется на соответствующей части входной щели 7 монохроматора. Наклоненный под углом 45° модулятор 4 через чередующиеся щели, выполненные в секторе 90°, с высокой скоростью (порядка 4000 об/мин) осуществляет попеременное направление световых потоков яркости и облученности на входную щель 7 монохроматора. Оптронная пара 6 вырабатывает синхронные импульсы, соответствующие моменту попадания каждого из потоков на ФЭУ 14. Напротив щели модулятора 4, через которую проходит световой поток канала облученности, расположен зеркальный сектор 5 из темного стекла, разделенный на две части: верхнюю - с передним зеркальным покрытием и коэффициентом отражения 98% и нижнюю - без покрытия и с коэффициентом отражения порядка 5%. Световой поток от канала облученности после отражения от зеркального сектора разделяется на два потока: верхний, более интенсивный (обозначен линией с одной стрелкой), и нижний, более чем на порядок меньшей интенсивности (обозначен линией с двумя стрелками), которые перенаправляются каждый на свою часть входной щели 7 монохроматора. Дополнительно для разделения световых потоков от канала облученности (на верхний и нижний) перед входной щелью 7 монохроматора установлена тонкая светоразделительная пластина (не показана). Нижний световой поток от канала облученности нижней частью зеркального сектора 5 совмещается с оптической осью потока от канала яркости (на чертеже эти потоки для удобства изложения изображены смещенными относительно друг друга). Через монохроматор эти потоки поочередно направляются на его первый выход 8, где попадают в фотоэлектронный блок с фотоэлектронным умножителем ФЭУ 14, реализуя, таким образом, схему двулучевого фотометра с одним фотоприемником. После ФЭУ последовательные сигналы канала яркости и облученности (нижний поток) поступают в регистратор и далее в аналоговый блок (не показаны) для измерения спектрального коэффициента яркости, равного отношению этих сигналов. Измеряя отношение сигналов двух каналов, отпадает необходимость в поддержании постоянной величины световой чувствительности ФЭУ, что необходимо при измерении абсолютных величин облученности и яркости. С помощью обратной связи (не показана) регистратора с ФЭУ на делитель ФЭУ подается высокое медленно меняющееся напряжение, регулирующее светочувствительность ФЭУ пропорционально средней величине сигналов, обеспечивая этим оптимальные условия работы фотоприемника в двулучевом спектрофотометре. В монохроматоре верхний световой поток от канала облученности сканируется по спектру и направляется зеркалом 11 на второй выход 9 монохроматора, где попадает в фотоэлектронный блок с высокостабильным кремниевым фотодиодом 15, реализуя на этом выходе схему фотометра прямого отсчета для измерения абсолютных значений облученности. В результате измерений в блоке электроники будут получены напряжения, соответствующие абсолютным величинам облучения Е и спектральному коэффициенту яркости В/Е, по которым на этапе цифровой обработки также могут быть восстановлены абсолютные величины яркости моря В.The direct solar flux and the light flux scattered by the sky fall on the cosine collector 1 of the irradiation channel. Inside the body of the photometric module, the light flux from the cosine collector 1 passes along a light shielding screen (not shown) and through the corresponding slit of the modulator 4 enters the mirror sector 5. The light flux rising from the sea enters the flat-convex lens 2 of the brightness channel. The optical head of the brightness channel is able to rotate relative to the housing of the photometric module, allowing it to be directed to the area of the sea surface, free from solar flare. The luminous flux from the plane-convex lens 2 (indicated by a line with three arrows in the drawing) is redirected by an ellipsoid mirror 3 and, passing the corresponding slit of the modulator 4, is focused on the corresponding part of the entrance slit 7 of the monochromator. Tilted at an angle of 45 °, the modulator 4 through alternating slots made in the 90 ° sector, with high speed (about 4000 rpm) carries out the alternate direction of the light fluxes of brightness and irradiation to the entrance slit 7 of the monochromator. The optocoupler pair 6 generates synchronous pulses corresponding to the moment each of the fluxes hits the PMT 14. Opposite the slit of the modulator 4, through which the light flux of the irradiation channel passes, is located a mirror sector 5 of dark glass, divided into two parts: the upper one with a front mirror coating and reflectivity of 98% and the bottom - without coverage and with a reflectance of about 5%. The luminous flux from the irradiation channel after reflection from the mirror sector is divided into two fluxes: the upper, more intense (indicated by a line with one arrow), and the lower, more than an order of magnitude lower intensity (indicated by a line with two arrows), which are redirected each to its part entrance slit 7 of the monochromator. In addition, a thin light separating plate (not shown) is installed in front of the entrance slit 7 of the monochromator to separate the light fluxes from the irradiation channel (on the upper and lower). The lower light flux from the irradiation channel by the lower part of the mirror sector 5 is aligned with the optical axis of the flux from the brightness channel (in the drawing, these fluxes are depicted offset relative to each other for convenience). Through the monochromator, these flows are alternately directed to its first output 8, where they fall into the photoelectronic unit with a photomultiplier tube PMT 14, thus realizing the scheme of a two-beam photometer with one photodetector. After the PMT, successive signals of the luminance and irradiation channel (lower stream) enter the recorder and then to the analog block (not shown) to measure the spectral brightness coefficient equal to the ratio of these signals. By measuring the ratio of the signals of the two channels, there is no need to maintain a constant value of the light sensitivity of the PMT, which is necessary when measuring the absolute values of irradiation and brightness. Using feedback (not shown) from the photomultiplier to the photomultiplier, a high slowly varying voltage is applied to the photomultiplier divider, which regulates the photomultiplier sensitivity in proportion to the average value of the signals, thereby ensuring optimal conditions for the photodetector in a two-beam spectrophotometer. In the monochromator, the upper luminous flux from the irradiation channel is scanned over the spectrum and directed by the mirror 11 to the second output 9 of the monochromator, where it enters the photoelectronic unit with a highly stable silicon photodiode 15, realizing at this output a direct reading photometer circuit for measuring the absolute values of the irradiation. As a result of measurements in the electronics unit, the voltages corresponding to the absolute values of the irradiation E and the spectral brightness coefficient B / E will be obtained, from which the absolute values of the brightness of the sea B can also be restored at the stage of digital processing.

Claims

1. The method of determining the spectral coefficient of brightness and the absolute values of spectral brightness and irradiation of the sea surface, which consists in the fact that the solar light flux incident on the surface of the sea and the light flux rising from the water column, respectively, through the irradiation and brightness channels are sent to the device, where the modulator performs their alternate overlap and redirection to the entrance slit of the monochromator, from the output slit of which monochromatic light enters the PMT, the moment of which the light hits the flux from each channel is determined by the synchronous pulse generated by the optocoupler couple located on the modulator, then the signals from the PMT and the optocoupler pair are amplified, recorded and converted into voltage in the analog block, characterized in that the light flux from the irradiation channel is divided into two beams, the upper of which is of greater intensity, and the lower is more than an order of magnitude lower than the upper, and direct the beam of greater intensity through a given zone of the entrance slit of the monochromator and then through its exit slit to the photodiode, and a beam of lower intensity is directed alternately with the luminous flux from the brightness channel through another zone of the entrance slit of the monochromator and then through the other output slit of the monochromator on a PMT, the average values of the signals received from the PMT provide feedback PMT photosensitivity, the recorded PMT signals are converted into a pair of voltages corresponding to the signals of the brightness and irradiation channels, and the spectral coefficient is determined from these voltages the luminance factor recorded by the photodiode, the signal is converted into voltage and the absolute value of the irradiation is determined from it and the absolute value of the brightness of the sea is determined from the absolute value of the irradiation and the spectral brightness coefficient.

2. The method according to p. 1, characterized in that a beam of higher intensity is created by reflection of the light flux from the surface with a reflection coefficient of 98%, and a beam of lower intensity is created by reflection from the surface with a reflection coefficient of 5%.