NO813379L - Fremgangsmaate og anordning for aa paavise hydrokarboner i vann - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår fremgangsmåter og apparater for

å påvise hydrokarboner i vann, og spesielt, men ikke utelukk-ende gjelder oppfinnelsen forbedrede metoder for å påvise og lokalisere oljenærvær samt lekkasjekilder på sjøbunnen og inne i en vannmasse.

Tidligere kjent teknikk på dette område omfatter mange slags utstyr for aktiv påvisning av nærvær av hydrokarboner, som f.eks. kan skrive seg fra spillolje o.l. både på jordoverflaten og sjøoverflaten. Sådant tidligere kjent utstyr har benyttet seg av mikrobølgestråling, ultrafiolettbelysning, laserstråler o.l. for å frembringe nøkkelreaksjoner som derpå fjernavsøkes, f.eks. fra en luftfartøyplattform. Noen representative US-patenter som faller innenfor denne kategori har nummerene 3.899.213, 3.961.187 og 3.736.428. Alle disse tidligere kjente aktive fremgangsmåter går ut på å påvise refleksjoner, lumini-sens eller utstrålinger som er karakteristisk for olje på vannoverflaten og sådanne systemer arbeider nødvendigvis fra fjernt-liggende måleplattformer slik som et luftfartøy eller et sjø-gående fartøy.

Direkte påvisning av olje eller andre hydrokarbonprodukter under sjøoverflaten har hittil vært utført ved hjelp av geokjemisk leteteknikk. En sådan teknikk omfatter påvisning av hydrokar-bonlekkasje ved analyse av hydrokarboner oppløst i sjøvann.

En annen teknikk av den art går ut på analyse av bunnsediment-prøver med hensyn på deres hydrokarboninnhold. Den fremgangsmåte som går ut på undersøkelse av sjøvannprøver krever meget følsom analyseteknikk, da hydrokarbongasser oppløst i sjøvann raskt spres av strømmer i sjøen. Ved bunnsedimentanalyse e,llér samme prinsipper som gjelder for undersøkelse av grunnsedimenter på land. Prøvene tas vanligvis minst to eller fire meter under sjøbunnen for å unngå forurensninger av organisk stoff på eller nær bunnen, og oppsamlede prøver behandles så med syrer mens frigjorte hydrokarbongasser analyseres ved gasskromatografi eller lignende. Ingen av de tidligere kjente metoder er i stand til å raskt gi en nøyaktig anvisning av stedet for en eventuell lekkasjekilde på havbunnen. Videre kan hydrokarbonkonsentra-sjoner i vann eller bunnsedimenter skrive seg fra andre kilder enn hydrokarbonansamlinger under overflaten eller rørled-ninger, f.eks. spaltningskomponenter av organisk stoff.

Foreliggende oppfinnelse angår en deteksjonsmetode og aktivt optisk utstyr for påvisning av olje utspedd i vann såvel som i overgangsområdet mellom bunnsediment og vann, i motsetning til påvisning av diskrete oljeflekker på vannoverflaten. Det nødvendige utstyr for dette formål er sammensatt av en stråle-kilde, mottagerutstyr for fluoressens og/eller tilbakekastet laserlys, nedsenkbart plattform- og stabiliseringsutstyr samt apparatur for elektronisk dataoppsamling. Strålingskilden i en nedsenkbar sonde kan bestå av en lasersender som arbéider ved spesielle bølgelengder som er optimale med hensyn til lysutstråling og tilbakekasting av lys i sjøomgivelser, samtidig som disse bølgelengder også gir optimalt fluoressens-virkning. Et avsøkende optisk system gir da valgt retnings-virkning for laserstrålen langs vannmassens bunn med refleksjon av fluoressens lys mot mottagerutstyret for hensiktsmessig omforming og elektrisk signalbehandling med det formål å angi eventuelt nærvær samt graden av hydrokarbonfrembragt fluoressens-aktivitet og tilbakekastet lysutstråling. Ytterligere utstyr i den nedsenkbare undervannssonde omfatter kraft-forsyninger, apparatur for tidsstyring og datauttak for over-føring fra undervannssonden tilbake til moderfartøyet samt ytterligere innretninger for databehandling, datalagring og overvåkning.

Det er derfor et formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe en fremgangsmåte og et apparat for påvisning av hydrokarboner eller andre fluoriserende substanser under vann og på sjøbunnen.

Det er et annet formål for foreliggende oppfinnelse å gi muligheter for å kunne skjelne nøyaktig mellom undervannsfluoressens som skriver seg fra hydrokarboner og sådan fluoressens som er

frembragt av organisk liv og spaltningssubstanser.

Det er videre et ytterligere formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe et lidar-system for å avsøke bunnen av en vannmasse samt for å frembringe valgt tredimensjonal anvisning for området nær bunnen eller andre valgte lokalområder.

Endelig er det et formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe utstyr som er i stand til å gi samme anvisninger av 'fluoriserende hydrokarbonnærvær, mens forstyrrende reaksjoner fra grumset vann og andre kilder for tilbakekastet lysenergi utelukkes.

Andre formål og fordeler i forbindelse med foreliggende oppfinnelse vil fremgå av følgende detaljerte beskrivelse under hen-visning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser skjematisk en nedsenket undervanns sonde som slepes i arbeidsstilling, Fig. 2 er et oppriss av en alternativ fjernstyrt utførelses-form av undervannssonden, Fig. 3 viser skjematisk sondens bevegelse fremover og sveip-ende avsøkning langs sjøbunnen, Fig. 4 er et blokkdiagram som anskueliggjør den prinsippielle oppbygning av en nedsenkbar undervanns sonde for aktiv leting etter hydrokarboner, Fig. 5 er et blokkdiagram av skipsbåret utstyr for anvendelse sammen med det nedsenkbare sondeutstyr, Fig. 6 er et detaljert blokkskjema av de elektriske kretser og det optiske utstyr som anvendes i et laseravsøkningssystem i henhold til foreliggende oppfinnelse, Fig. 7 er et blokkdiagram av et avsøkningssystem for påvisning av differensielt absorbert spredningsenergi, som utgjør en alternativ metode for påvisning av oljenærvær og som er uav-hengig av forstyrrelser fra grumset vann, og Fig. 8 er et blokkskjema av en alternativ utførelsesform av avsøkningssystemet, som i dette tilfelle kombinerer fluoressens-deteksjon og bestemmelse av absorbert spredningsenergi.

I henhold til foreliggende oppfinnelse benyttes en laserstråle for å frembringe petroleum-fluoressens for det formål å påvise og måle forekomsten av olje o*. 1. hydrokarbonprodukter inne i en vannmasse. Apparatet i henhold til oppfinnelsen vil ikke bare kunne påvise olje utspedd i en vannsøyle, men vil være i stand til å avsøke bunnen av vannmassen og utpeke det fak-tiske område for oljelekkasje. Det sistnevnte trekk er særlig ønskelig i betraktning av det forhold at olje påvit i en vann-søyle faktisk kan ha drevet en betraktelig avstand fra det fak-tiske lekkasjepunkt. Det foreliggende utstyr kan derfor anvendes for å overvåke forurensninger, både naturlige sådanne og de som forekommer omkring borings- og produksjonsanlegg til sjøs, samt for å påvise lekkasjer i undervannsrørledninger samt naturlige lekkasjer som kan forekomme i forbindelse med under-søkelsesområder . Fig. 1 anskueliggjør den vanlige driftsmodus hvor et undersøk-elsesfartøy 10 på overflaten av en vannmasse 12 anvendes for å slepe en nedsenket sonde 14 i en fastlagt dybde over vannmassens bunn 16. Hydrokarbon^forurensning er vist som en lekkasjekilde 18 som avgir en sky 20 av hydrokarbon som driver med strømmen. I det tilfelle som er vist i fig. 1, er den nedsenkede sonde 14 et undervannsfartøy som slepes under styring av en senkeplattform 22 og en slepekabel 24 fra akterstevnen av slepefartøyet 10. Arbeidsdybden for et sådant system under anvendelse av slepesonde kan være opptil 6 000 meter til vannmassens bunn. Fig. 2 viser en alternativ utførelsesform av den nedsenkbare sonde 26 som kan utnyttes for å bære følerutstyret. Sådanne bemannede eller ubemannede undervannssonder, som også er kjent som fjernstyrte fartøyer (RCV), er kommersielt tilgjengelige og omfatter såvel vertikalt rettede drivsystemer 28 som hoved-drivsystem 30, som begge styres ved kommunikasjon gjennom den såkalte navelkabel 3 2 som strekker seg oppover fra sonde-huset 34 til moderfartøyet 10. Arbeidsfunksjonen for et ubemannet undervannsfartøy 26 fjernstyres fra overflatefar-tøyet, som også overfører til fartøyet den nødvendige elektriske energi for fremdrift og fjernavfølingsprosessene. Navelkabelen 32 fører styringsordre til undervannsfartøyet 26 samt utledede sondedata tilbake til overflaten. Da effekt tilføres fra overflaten, kan et sådant undervannsfartøy holdes i undervannsstilling i ubegrensede tidsperioder, og vil være i stand til å utføre sin virksomhet på store dybder.

Sondefartøyet 14 (eller 26) utnytter en eksitasjonskilde for

å frembringe fluoressens og som består av en lasersender som arbeider ved en spesiell bølgelengde eller flere bølgelengder samtidig. Valg av bølgelengde er en særlig kritisk faktor,

da flere andre driftsbetingelser påvirkes av denne faktor. Disse driftsbetingelser omfatter optisk gjénnomtrengelighet og spredning i sjøomgivelsene , fluoressens-eksitasjon, uønskede fluoressens fenomener samt fysiske valgkriterier for laser-sendere, slik som sendere ffekt, størrelse, robusthet etc.

Hvilken laserkilde som skal velges, vil først og fremst av-henge av kildens bølgelengde, utgangseffekt og pålitelighet. Innfallende bestråling med en bølgelengde på omtrent 430-460 nanometer vil stimulere fluoressens fra olje med topper i bølgelengdeområdet 430-510 nanometer, samt fluoressens fra phytoplankton i sjøen med topper omkring 660 nanometer. Videre er det kjent at kjemisk frembragt bioluminisens fra sjø-organismer som euphausiid og dinoflagellat danner skarpe topper ved 465 nanometer. Denne forskjell mellom fluoressens-toppene gjør det mulig å skille mellom oljefluoressens og fluoressens som frembringes i visse vanlig levende organismer i sjøen. Skjønt de mest lovende bølgelengder i olje ligger i ultrafiolett-spekteret, forekommer andre eksitasjonsbølge-lengder i det blå bølgelengdeområdet.

Fig. 3 anskueliggjør skjematisk den arbeidsmodus hvor det nedsenkede sondefartøy drives langs en inspeksjonsbane 36 som hovedsakelig forløper parallelt med vannmassens bunn 16

i en bestemt høyde h over bunnen. Laseravsøkningsmekanismen ombord i sondefartøyet styres til gjentatte avsøkningssveip omkring fremdriftsbanen med et vinkelutsving på typisk 45° på hver side av en vertikal linje 38. Avsøkningshastigheten kan innstilles i forhold til fremdriftsbevegelsen av undervannssonden 14, for derved å innstille avsøkningens oppløs-ningsevne langs det bunnområde som ligger mellom de stiplede linjer 40 og 42. Avsøkningsbanen eller inspeksjonslinjen 36 kan innstilles i samsvar med de foreliggende behov ved

vedkommende undersøkelse, fra forskjellige faktorer, slik som grumsethet, forfall av liv i sjøen o.l. vil påvirke lys-gjennomtrengeligheten nær bunnen 16. Under optimale forhold antas det imidlertid at sondefartøyet 14 vil være i stand til å bevege seg fra 15 til 3 0 meter over bunnen 16 av vedkommende vannmasse.

Fig. 4 viser det indre av et nedsenket instrumenthus 50 i blokkskjemaform. Hylsteret 50 utgjør en integrerende del av enten det slepte fartøy 14 eller den ubemannede undervannssonde 26, men det er vist sammen med en slepekabel 24. Slepekabelen 24 er en hensiktsmessig kabelform som omfatter de nødvendige strekkopptagende kabelkomponenter samt ledninger for fjernmålings-kommunikasjon mellom slepefartøyet 10 og undervannssonden. Slepekabelen 24 er festet til et første slepepunkt 52, som er et brytbart festepunkt, og strekker seg derfra bakover til et permanent slepepunkt 54 for gjen-vinning av sonden, mens forbindelsen med de elektriske kretser strekker seg gjennom en vanntett gjennomføring 56 til det indre av huset 50. En luftballong 58 for gjenvirinings-formål kan være anordnet enten for fjernaktivering eller for aktivering fra utvalgte alarmkretser innvending i huset 50.

Frontpartiet av huset 50 omfatter et bueformet vindu 60 av hensiktsmessig strålegjennomtrengelig material og som strek-o ker seg rundt den fremre underside av huset 50 i tilstrek-kelig grad til å muliggjøre den påkrevede sveipeavsøkning på tvers av huset. Både den utgående lysstråle 62 og den tilbakekastede fluoressensstråle 64 passerer gjennom vinduet 60, slik det vil bli nærmere beskrevet senere. Det omgivende vann utnyttes for den nødvendige kjøling av komponenter inne i huset 50, idet et vanninnløp 66 og et vannutløp 68 ov"er en strømningskanal 70 står i forbindelse med kjøle-utstyr 72 ombord i huset. Kjøleutstyret 72, som er av vanlig type, sørger så for sirkulasjon av kjølemiddel gjennom en kanal 74 til laseren 76 og høyspenningskilden 78.

Flere forskjellige lasertyper 76 kan anvendes for å frembringe en avsøkende lysstråling. For nærværende benyttes både argon-laser og helium/kadmium-laser, men den først-nevnte lasertype foretrekkes på grunn av dens høyere utgangseffekt og pålitelighet. De bølgelengder som avgis av argonlaseren anbringes også interferenssignaler (RÅMAN) utenfor passbåndet for oljefluoressens. Laseren 76 kan således være en argon-laser som avgir lys i det blå spektralområdet omkring 454-514 nanometer, og en sådan laser er kommersielt tilgjengelig fra Lexel Corporation, Palo Alto, California. Eventuelt kan den frembragte laserstråle 80 utvides ved hjelp av optisk utstyr 82, for det formål å gi samtidig belysning av et større vannvolum,således at et avsøkningsområde kan dekkes mer fullstendig. Utgangsstrålen 80 er da gjenstand for en 90° refleksjon fra en 92% stråledeler 84, idet den svakere utgangsstråle mottas av en effektmåler 86 som frembringer en styreutgang over en ledning 88 til en systemover-våker og multiplekser 90. Resten av utgangsstrålen 80 fra stråledeleren 84 reflekteres atter 90° fra et prisme 92 til et roterende elliptisk eller pyramideformet avsøkningsspeil 94, hvorpå strålen rettes gjennom vinduet 60 som en utgående avsøkningsstråle 62, som kontinuerlig sveiper over avsøknings-banen under huset 50.

Det vil forstås at dette system også vil fungere ved anvendelse av en pulslaserkilde. Eventuelt kan kilden også utgjøres av en fargelaser, lysbuelampe eller hvilken som helst strålingskilde med fastlagt bølgelengde og som er i stand til å avgi en kollimert lysstråle.

Avsøkningsspeilet 94 drives av en vanlig avsøkningsmotor og styres av kodingsutstyr drevet fra krafttilførselen 98 og regulert av avsøkningsregulatoren 100. De tilbakekastede lysstråler 64 som følge av avsøkningen vender også tilbake gjennom vinduet 60 til det roterende avsøkningsspeil for å reflekteres inn i et teleskop 102, slik det vil bli nærmere forklart senere. Lysanvisninger fra teleskopet 102 fokuseres så videre gjennom optisk utstyr 104 inn i fotomultiplikator-seksjonen 106. Denne seksjon 106 energiseres fra en like-strømkilde 108 og utgangssignalene fra fotomultiplikatoren over-føres over ledningen 110 til systemets utgangskretser 112.

Det bør bemerkes at det optiske utstyr 104 består av flere stråledelere og fokuseringselementer som kan være anordnet i forskjellige elementrekker med et tilsvarende antall fotomultiplikatorer 106, slik det vil bli nærmere beskrevet senere. Dette er funnet nødvendig på grunn av at det er ønsket lig å oppnå samtidig eller i rekkefølge flere kontinuerlige anvisninger av oljefluoressens og tilbakekastet lys som skriver seg fra avsøkningsstrålen 64. Skjønt den grunnleggende anvisning vil være en fluoressensamplityde på bunnen 16 av vannmassen, liksom innenfor et fastlagt avstandsområde mellom bunnen 16 og huset 50, kan det også være ønskelig å ta med behandling av vedkommende lysinformasjon for å oppnå differen-sierte lyspolarisasjonsdata og/eller anvisning om forskjellig absorbert spredningsenergi (DASE). Anvendelse av kombinasjoner av sådanne dataanvisninger, nemlig fluoressens, polarisering og DASE vil gis som endelig resultat meget mer nøyaktige dataanvisninger og nøyaktigere utpekning av oljelekkasjer, slik det senere vil bli nærmere beskrevet i detalj.

Målesystemet inne i huset 50 omfatter vanlige tilbakekoblings- og reguleringskretser 114 for å holde laseren 76 i korrekt arbeidsmodus, idet ledningsforbindelsen 116 overfører de nødvendige regulerings- og overvåkningssignaler. Reguler-ingskabelen 118, som er en inngangsledning fra slepekabelen 24 og koblingen 56, overfører vekselstrømeffekt inn over samleskinnen 120 for fordeling til kjøleutstyret 72

og forskjellige effektinntak, mens forbindelsesledningen 122 står i forbindelse med utgangskretsene 112 som inngang fra systemets overvåknings- og multiplekskrets 90. Utgangssignaler fra fotomultiplikatorene på ledningen 110 over-føres så gjennom utgangskretsene 112 og ledningen 124 til slepefartøyet, mens utgangssignalet fra låsegeneratoren og følerne 126 overføres gjennom utgangskretsene 112 til ledningen 126. Likestrømseffekt til systemet tilføres fra likestrømskilden 98 over likestrømssamlerskinnen 128. Utvalgte utførelsesformer av vanlig utstyr 130 for avføling av fartøyets stilling anvendes for å gi kontinuerlige ut-gangsdata til systemovervåkeren og multiplekseren 90, som i sin tur avgir sitt utgangssignal gjennom utgangskretsene 112 og ledningskanalen 122 til slepefartøyet som anvisning til operatøren.

Fig. 5 viser i form av et vanlig blokkskjema det utstyr som finnes ombord i slepefartøyet. Slepekabelen 24 holdes i regulert forrådsmengde på vinsjtrommelen 132, og den elektriske informasjon fra reguleringskretsinntaket 118 tas ut over en sleperinganordning 134 samt en reguleringskabel 136 for forbindelse med utstyret ombord i skipet. Veksel-strømeffekt fra generatoren 138 tilføres over ledningsforbindelsen 140 samt gjennom et styrerellé 142 til slepekabelen 124, etter innkobling utløst av låsesignal fra utgangskretsene og demultiplekseren 144.

Grunnleggende tidsstyring av systemet finner sted fra en referansesignalgenerator 146, som avgir tidssignaler gjén-nom utgangskretsen og demultiplekseren 144 til regulerings-kabelen 136. Referansesignaler fra generatoren 146 over-føres også til en låseforsterker 148 såvel som til over- vakingsutstyret ombord i fartøyet. Dette betyr at dataut-veksling mellom låseforsterkeren 148 og mikroregneenheten 150 sørger for behandling av alle utledede data, og valgt operatørovervåkning kan oppnås ved anvendelse av et oscillo-skop 152. Utgangssignalet fra regneenheten 150 overføres også til en CRT-overvåker 154 som styres fra rette tangent-panel 156, og utgangssignalet fra regneenheten kan til-føres til en opptegningsenhet 158 med fiberoptikk for permanent registrering. Flere båndoverføringer 160 er da tilgjengelig for registrering av utvalgte digetale eller ana-loge data i samsvar med de foreliggende driftsbetingelser.

Fig. 6 viser et avsøkningssystem som kan anvendes i forbindelse med foreliggende oppfinnelsesgjenstand for å gi både fluoressens- og polarisasjonsutgang fra to valgte fokal-punkter langs avsøkningsbanen. Dette vil si at et linsesystem er fokusert på uendelig for å gi både fluoressens-og polarisasjonsdata fra hele den vannsøyle som strekker seg fra undervannssonden til sjøbunnen, mens et annet linsesystem er fokusert på en utvalgt midlere dybde, f.eks. 7,5 eller 15 meter fra sjøbunnen, for å gi utgangssignal som tilsvarer fluoressens- og polariseringsdata. De utledede fluoressensdata angir hovedsakelig nærvær av olje, mens de frembragte polariseringsdata gir en relativ anvisning om grumset vann i det mellomliggende fokalpunkt eller over hele stråleforplantningens utstrekning. Et av linsesystemene kan også anvendes for fokusering ved bunnen for å gi fluoressens-og polarisasjonsdata ved sjøbunnen. Laseren 76, som arbeider med effekttilførsel fra effektkilden 78, avgir optisk utgangssignal gjennom en acousto-optisk modulator 170, levert fra Harris Corp., Melbourne, Florida, gjennom en stråledeler 84 og en stråleutvider 172, levert av Special Optics, Little Falls,New Jersey. Stråledeleren 84 avgir den ene komponent av laserutgangsstrålen til en effektmåler 86 som gir en kontrollanvisning over linjen 174 tilbake til slepefar-tøyet som inngangssignal til mikroregnesystemet 176, modell SBC 86/12, Intel Corporation, Santa Clara, California. Stiplede linjer 178 angir alle systemkomponenter som befinner seg

ombord i slepefartøyet.

Laseren 76 er i den foretrukkede utførelsesform en argon-laser som avgir laserlys i åtte forskjellige frekvensbånd med følgende bølgelengder og utgangseffekter:

Av disse utstrålte bølgelengder anvendes de med høyest utgangseffekt for eksitering av olje til fluoressens for på-følgende fluoressens-deteksjon i området 520-560 nanometer. Anvendelse av laserbølgelengden på 514.5 nanometer vil således gi god utgangseffekt og således øke systemets rekke-vidde ved sjøbunnen. Laseren 7 6 kan gi kontinuerlig utgangseffekt, som kan hakkes opp av den acousto-optiske modulator 170. En elektro-optisk modulator eller en vanlig optisk opphakker kan også anvendes. Det vil forstås at argonlaseren også kan drives slik at alle utgangsbølgelengder anvendes samtidig, da dette vil føre til høyere total oljefluoressens. Selv om sådan laserdrift fører til mindre effekt pr. enkelte bølgelengde, vil den totale utgangseffekt være større. Dette sammen med det forhold at olje ab-sorberer kortere bølgelengder bedre, kan føre til bedre omforming av innfallende lys på olje til fluoressens avgitt fra denne olje.

Stråleutvideren 172 gir muligheter for innstilling av korrekt dimensjon av avsøkningsstrålen, når utgangsstrålen 180 reflekteres 90° fra prismet 92, levert av Special Optics, Little Falls, N.J., og avsøkningslegemet 94 for å frembringe den utgående avsøkningsstråle 72 som sveiper over en avsøk-ningslinje 182 i valgt avstand. Avsøkningslegemet 94 styres av et hastighetsreguleringssystem 184, som utgjøres av et kommersielt tilgjengelig reguleringssystem fra BEI Inc., Little Rock, Arkansas, og er kjent som ULTRA-LOC, en modul som omfatter avsøkningsmotoren, dekoderne og avsøknings-regulatoren som er vist i fig. 4. Den tilbakekastede lysstråle 64 reflekteres så fra avsøkningslegemet 94 inn i et foldet teleskop 102, som er et 8-tommers Catadioptric Schmidt Cassegrain telescope, som leveres av Celestron International, Torronce, California.

Lyssignalet 186 fra teleskopet 102 går videre til en 50% stråledeler 188, modell 3-2203-2, Pomfret Research Optics, Inc., Stamford, Connecticut, for oppdeling og viderefør-ing av de to lyskomponenter 190 og 192 inn i hvert sitt lensesystem, henholdsvis 194 og 196. Før igangsetting fokuseres linsesystemene 194 og 196 ved hjelp av sikteen-heter 198 og 200. Det ene av disse linsesystemer 196 fokuseres på uendelig for å gi en midlere signalverdi fra et område som strekker seg fra undersiden av undervannssonden ned til sjøbunnen, mens det annet linsesystem 194 er fokusert på et valgt punkt mellom undervannssonden og sjø-bunnen. Hvert linsesystem kan da gi anvisning både om fluoressens og polarisasjon, slik det vil bli nærmere beskrevet senere. Alternativt kan det ene linsesystem være fokusert direkte på sjøbunnen.

Hvert linsesystem 196 kan f.eks. fokuseres på uendelig for betraktning av hele vannsøylen som laserstrålen vandrer gjennom, idet et optisk utgangssignal gjennom et nålehull 202 og kollimeringslinsen 204 er ført gjennom en ytterligere stråledeler 206 for på utgangssiden å danne to lyskomponenter 208 og 210. Lyskomponenten 208 filtreres gjennom et båndpassfilter 211, som slipper igjennom lys i bølgebåndet 220-560 nanometer, hvilket vil si fluoressenssonen for olje som eksiteres av utgangsstrålen fra den foreliggende laser, og dette lys overføres til en fotomultiplikator 211, som på utgangssiden frembringer et anvisningssignal over en led ning 212 til låseforsterkeren 148. Fotomultiplikatoren 212 frembringer, således på utgangssiden en anvisning i form av en tidsanalog spenning som representerer middel-verdien av indusert oljefluoressens som forekommer mellom undervannssonden og sjøbunnen i det området som avsøkningsstrålen sveiper over.

Den annen lyskomponent 210 fra kollimeringslinsen 204 og stråledeleren 206 overføres til enda en annen stråledeler 216 for passasje gjennorn motsatt orienterte lyspolarisa-sjonsfiltre 218 og 220 for deteksjon i hver sin fotomultiplikator, henholdsvis 222 og 224. Da laserens utgangs-ståle er polarisert i et enkelt plan, vil en anvisning av forholdet mellom polarisasjonsforskjøvet lys i forhold til den utgående polarisering gi et mål på i hvilken grad vannet er grumset (fra undersiden av sonden til sjøbunnen i det foreliggende tilfelle), da grums eller finfordelt partikkelmaterial i vannet kaster tilbake og avpolariserer laserstrålen. Utgangssignalet som angir den relative polarisasjon frembringes av fotomultiplikatorne 222 og 224 over hver sin ledning 226 og 228 til låseforsterkeren 148, samt derfra til mikroregnesystemet 176 for databehandling. Mikroregnesystemet 176 frembringer da enten en digital eller tidsanalog utgangsanvisning av fluoressens og polarisasjons-forholdet ved sjøbunnen, for overføring til en båndopptager 230 og annet operatørutstyr ombord i slepefartøyet, slik som f.eks. en televisjonsmonitor 154 og registreringsut-styr 158 av fiberoptikk-typen.

Den alminnelige teknikk for dobbelt polarisert tilbakekastet laserstråling for fjernidentifisering og måling av vannforurensninger er gjenstand for teknisk rapport Nr. RSC-53, 1974 fra Texas A&M University Technical Report No. RSC-53 , 1974, i navnet T.C. Sheives, samt Interrim Program Report No. 3 fra Texas A&M University under kystvaktkontrakt Nr. RF3233, 1975, forfattet av A.J. Blanchard.

Mens linsesystemet 196 tjener til å påpeke oljelekkasjer

på sjøbunnen, f.eks. rørledningsbrudd, naturlige lekkasjer o.l., er det imidlertid ønskelig å fokusere linsesystemet 194 til en valgt høyde over sjøbunnen for å gi anvisning om eventuelle oljelekkasjeskyer som føres med vannstrøm-mer, for derved å kunne gi ytterligere opplysning om van-dr ingsretning og mengde av foreliggende olje. Linsesystemet 194 kan således være fokusert en valgt avstand, f.eks. midtveis mellom undervannssonden og sjøbunnen, for å frembringe et utgangssignal tilsvarende tilbakekastet lys fra et område i denne dybde gjennom en nålehullsåpning 232 og kollimatorlinsen 234 til en stråledeler 236, som gir en første komponent av laserreturen gjennom et båndpassfilter 238 (båndpass på 520-560 nanometer) for å mottas av en fotomultiplikator 240. Fotomultiplikatoren 240 frembringer da et utgangssignal tilsvarende fluoréssensen i nevnte mellom-område, nemlig en tidsanalog spenning på ledningen 242 på inngangssiden av låseforsterkeren 148. Den gjenværende del av returlyset fra stråledeleren 236 føres så gjennom en ytterligere stråledeler 244, hvorpå de respektive stråledeler passerer gjennom hvert sitt motsatt orienterte polari-seringsfilter 246 og 248 til hver sin fotomultiplikator 250 og 252. Anvisninger av de forskjellige polariserte lyskomponenter foreligger da på ledningene 254 og 256 som inngangssignaler til låseforsterkeren 148 og mikroregnesystemt 176 for ytterligere signalbehandling og bestemmelse av polariseringsforholdet og graden av grumset vann i mellom-området.

Fotomultiplikatorne 212, 222, 224 og 240, 250, 252 er av typen modell 28-7326, OPTIMOD som selges av Ealing Corporation, South Natick, Massachusetts. Låseforsterkeren 148 er modell 124A levert av Princeton Applied Research, Princeton, New Jersey.

Avsøkningssynkroniseringen i hastighetsreguleringssystemet 184 styres av mikroregnesystemet 174 over ledningene 258 og 256 som inngår i slepekabelens reguleringssystem og fører opp til slepefartøyet og mikroregnesystemet 176. I tillegg kan kommersielt tilgjengelige utførelsesformer av et treghetsnavigasjonssystem 262 (Honeywell MOD GEOSPIN) inn-gå i undervannssonden med forbindelse til slepefartøyet og mikroregnesystemt 176. Likeledes kan en akustisk stil-lingsføler 264 (Honeywell), som anvendes i samvirke med et posisjonssystem 266 for satelitt (modell 5010, Stanford Telecom., Inc.), være anordnet på lignende måte.

Fig. 7 viser alternativt utstyr for påvisning av olje, og som undersøker den varierende absorbsjon av spredt energi i samsvar med DASE-systemet. Dette system avføler virk-ningene av laserstrålens spredning i det vann som undersøk-es, først og fremst i henhold til Mie and Rayleigh. En anvisning av spredningsintensiteten utledes for bestrålings-områder i en avstand r liksom for en avstand r + Ar, og differanseverdiene analyseres ytterligere på grunnlag av kjente oljeabsorbsjonskoeffisienter. Systemet bestemmer konsentrasjonen av en substans i et vilkårlig punkt i avstand r ved å måle den optiske resonansabsorbsjon som skriver seg fra olje over en liten ytterligere banelengde Ar". Absorbsjonen over Ar utledes fra den relative svekning av

to kolineære laserstråler med innbyrdes nærliggende bølge-lengder, henholdsvis ^ og A^, på og av resonansabsorbsjonen av vedkommende molekyl. Relativ svekning bestemmes ut i fra sammenligninger ved mottageren for elastisk tilbakekastet lys i henhold til Rayleigh and Mie fra de to laserstråler med forskjellig bølgelengde mens de passerer segmentet Ar.

For en pulset laserkilde vil passende tidsoppløsninger ved mottageren tillate bestemmelse av romoppløsning og vedkommende substans fordeling innenfor området r + Ar. For en kontinuerlig laserbølge (CW) vil fokuserende optisk utstyr som benytter et teleskop med liten feltdybde gi den ønskede romoppløsning og fordeling i vedkommende område.

Systemet i fig. 7 vil bli beskrevet ved drift i den synkrone deteksjonsmodus, nemlig en deteksjonsform som benytter en lyskilde som avgir en modulert kontinuerlig lysstråle. Synkrondeteksjon er ønskelig ut i fra det forhold at den øker forholdet mellom signal og støy og har en tendens til å eliminere tilfeldig lys, sollys, bioluminisens, etc. Laserkilden 76 bringes til å frembringe to eller flere bølgelengder samtidig (eller i rask rekkefølge). Dette kan også oppnås ved selektiv filtrering av en brebånds-lampe ved anvendelse av passende indre hulromsoptikk, sammen med en farvelaser som pumpes av en nitrogenlaser eller blitzlampe, eller en hvilken som helst annen lyskilde som samtidig avgir flere bølgelengder, liksom f.eks. den tidligere beskrevne argonlaser. Det lys som frembringes av laseren 76 moduleres ved hjelp av en acousto-optisk modulator 170 under styring fra et drivertrinn 171 i systemets pulstakt som bestemmes av pulsgeneratoren 146. En del av den lysstråle som utgår fra modulatoren 170 avbøyes av stråledeleren 84 i retning av effektmåleren 86, og den utledede effektanvisning fra denne måler overføres på ledningen 174 til mikroregnesystemet 176, hvor lasereff-ektens fluktuasjoner kompenseres. Størstedelen av det utgående lys passerer imidlertid gjennom stråledeleren 84 og teleskopet 172 som utvider strålen for å ledes inn i av-søkningsutstyret og derfra til vedkommende undervannsom-råder, slik som tidligere beskrevet.

Tilbakekastet lys ved flere bølgelengder fra det undersøkte område reflekteres tilbake gjennom det roterende speil 94 inn i det foldede teleskop 102 og langs strålebanen 186 til en 50% stråledeler 270.

50% av det tilbakevendende lys i strålen 186 reflekteres inn i et linsesystem 272, som ved hjelp av sikteenheten 274 er fokusert i en avstand r for projeksjon av lyset gjennom et nålehull 276 og en kollimator 278 til en 50% stråledeler 280. Nålehullet 276 tjener til å redusere betraktnings-feltet for mottagerteleskopet 102, samtidig som retursignalene

som kaster tilbake fra kildeområdet innenfor dybden av det betraktede området r maksimeres i forhold til de signaler som kastes tilbake fra de omgivende områder. Stråledeleren 280 etter således halvparten av det innfallende lys gjennom et båndpassfilter 282, hvis passbånd er tilpasset en av laserbølgelengdene A^eller A^, mens fotomultiplikatoren 284 avføler den tilbakekastede laserenergi som skriver seg fra kildeområdet i avstand r.

Det er ovenfor henvist til den betraktede dybde (DOA) og dette gjelder et romområde i avstand r som lys oppsamles fra ved hjelp av en mottager fokusert i avstanden r. DOA

er definert som det avstandsområde omkring mottagerens fokalpunkt som er avgrenset av de punkter hvor verdien av opp-samlet lysenergi har avtatt til l/e av verdien for oppsam-let energi fra fokalpunktet.

De gjenværende 50% av lysstrålen fra stråledeleren 280 før-es gjennom et båndpassfilter 286, hvis passbånd er tilpasset den annen eller gjenværende utvalgte laserbølgelengde, nemlig enten eller og returenergien detekteres av fotomultiplikatoren 288. Den tilbakekastede laserenergi fra området i avstand r og ved bølgelengdene henholdsvis

A^og X^, slik den er påvist av fotomultiplikatorne 284 og 288, foreligger da på hver sin ledning 290 og 292 som inngangssignaler til låseforsterkeren 148.

De gjenværende 50% av lysstrålen som passerer gjennom stråledeleren'270 erfarer samme type optisk behandling når denne stråledel rettes gjennom linsesystemet 294 med sikteenheten 296. Når systemet 294 er innstilt for fokusering i avstanden r + Ar vil imidlertid returenergien være avgrenset av det tilsvarende mottager-området omkring fokalpunktet. Det utgående lys gjennom nålehullet 298 og kollimatoren 300 passerer således gjennom stråledeleren 302 som retter 50% av lysstrålen gjennom et båndpassf ilter 304, f.eks. for A_- , med den detekterte energi av fotomultiplikatoren 306 som utgangssignal på ledningen 308. De gjenværende 50% av lys fra stråledeleren 302 overføres gjennom et passbåndfilter 310, f.eks. for X^, for deteksjon av en fotomultiplikator ved ved 112 som avgir sitt utgangssignal over ledningen 314 til låseforsterkeren 148. De to fotomultiplikatorer 306 og 31'2 anvises således mottatt effekt ved de to laserbølgeleng-dqr X^og X^fra samme romområde, nemlig mottagerområdet omkring fokalpunktet i avstanden r + Ar. De fire oppsamlede effektanvisninger i form av utgangssi gnåler fra fotomultiplikatorene 288, 284, 306 og 312 samt inngangssignaler til låseforsterkeren 148, utnyttes da sammen med kjente og man-uelt innstilte romoppløsninger og absorbsjonstverrsnitt, og dette er alt som behøves for å bestemme den midlere konsen-trasjon over den romlige oppløsningscelle Ar. Disse effek-tive konstanter er kjente størrelser for spesielle undersøk-else spr oses ser .

Fotomultiplikatorenes utgangssignaler på ledningene 292,290, 308 og 314 påtrykkes låseforsterkeren 148 som gjør tjeneste som en synkrondetektor for de mottatte tilbakekastede signaler. I praksis mottas de tilbakekastede signaler periodisk i fotomultiplikatorrørene med samme frekvens som den acousto-optiske irodulators modulering av de utgående laserstråler. Disse mottatte signaler ved modulatorens opphakkingsfrekvens blandes med re feransefrekvensen som er lik denne frekvens og er utledet fra pulsgeneratoren 146, som samtidig også avgir den valgte frekvens til inngangssiden av modulatorens driv-trinn 171. Dette garanterer da at moduleringsfrekvensen er den samme som den blandefrekvens som påtrykkes låseforsterkeren 148, som også mottar den tilsvarende opphakkede tilbakekastede returstråle fra vannet eller det betraktede mottager-område.

Faseforholdet mellom de periodisk mottatte tilbakekastede lasersignaler og den opphakkede re feranseinngang til låseforsterkeren 148, innstilles for maksimalt utgangssignal fra låseforsterkertrinnene. Utgangssignalene fra låseforsterkerne 148 overføres så til mikroregnesystemet 176 for de mottatte data sammenholdes med forskyvningsposisjoner mottatt fra stedreguleringssystemet (se fig. 6), som foreligger på ledningen 260.

Det skal nå atter henvises til fig. 6. Utgangssignaler fra det akustiske posisjonssystem 264 og satelittposisjonssys-temet 266 overføres her periodisk til regnesystemets båndopptager 230, således at posisjonen av det avsøkte område er kjent i forhold til jordkoordinatene. Treghetsnaviga-sjonssystemet 262 kan utnyttes for å kompensere for eventuell giring, stamping og rulling som undervannssonden utsettes for, og utgangssignalet fra treghetssystemet 262 er også forbundet med mikroregnesystemet 176 for å gjøre det mulig å sammenholde undervannssondens bevegelse direkte med hver dataavsøkning.

DASE-systemet kan også lett utnyttes i kombinasjon med det grunnleggende deteksjonssystem for fluoressens, og fig. 8

viser et optisk system som kombinerer fluoressensavsøkning og DASE-undersøkelse ved avsøkning av tre forskjellige kilde-områder mellom undervannssonden og sjøbunnen. Systemet i fig. 8 kan anvende det samme avsøkningsutstyr og teleskop-

iske utstyr som er omtalt tidligere, da den utgående laserstråle 180 reflekteres fra prismet 92 for avsøkningsbevegelse, og mottatte refleksjoner fra avsøkningsspeilet 94 (fig. 6, stråle 64) er rettet gjennom teleskopet 102 for å danne ret-urstrålen 186. Lysstrålen 186 er rettet mot en 50% stråledeler 3 20 som avdeler fra hovedstrålen en energianvisnings-stråle 322 som rettes mot DASE-systemet 324, mens resten av lysstrålen 186 forplantes videre som stråle 326 til fluoressens-datasystemet 328.

I fluoressens-systemet 328 reflekteres den primære inngangs-stråle 326 fra påfølgende stråledelere 330 og 332 for å føre lysstrålekomponenter inn i linsesystemene 334, 336 og 338. Linsesystemene 334, 336 og 338 er hver fokusert i en valgt avstand under undervannssonden, f.eks. 7,5 meter, 15 meter, uendelig, eller på sjøbunnen. Fokusering på uendelig gjør det mulig å samle opp fluoressensdata fra hele den vann-

søyle som laserstrålen forplanter seg gjennom, hvilket vil si fra undersiden av undervannssonden til sjøbunnen.

Fokuserte utgående stråler fra linsesystemene 334 - 338

rettes så gjennom de respektive tilordnede nålehull 340,

342 og 344 samt kollimatorene 346, 348 og 350 for passasje gjennom de tilhørende båndpassfiltere 352, 354 og 356, som hvert slipper igjennom oljefluoressensbånd innenfor områd-

et 520 - 560 nanometers bølgelengde. Forekommende oljefluoressens merkes da av de forskjellige fotomultiplikator-

er 358, 360 og 362, hvis utgangssignaler overføres til låseforsterkerne 364. Fluoressenssystemet 328 i fig. 8 fungerer således på samme måte som fluoressensfølerne i fig. 6, bort-sett fra at fluoressens-utgangssignaler frembringes for tre forskjellige fokuseringsområder definert ved dybdeutstrekningen av de betraktede områder på utvalgte steder mellom undervannssonden og bunnen av vedkommende vannmasse.

Den annen reflekterte primærstråle 322 fra stråledeleren

320 overføres gjennom en polariserende stråledeler 366, som avgir en krysspolarisert komponent 368 til et linsesystem 37 0. Den gjenværende gjennomgående komponent 37 2 føres så gjennom en stråledeler 374 for å rettes gjennom linsesystemer 376 og 378. Linsesystemene 346, 348 og 370 fokuseres atter til mottagerområder i forskjellige dybder, idet linsesystemene f.eks. kan fokuseres til 7,5 meter, 15 meter samt vann-søylen i sin helhet. Som det vil bli beskrevet, vil kombi-nasjonen av fotomultiplikatorer se på tilbakekastet laserenergi med hovedsakelig samme frekvens som de utgående laserstråler, og i dette tilfelle anvendes to distingte laser-bølgelengder samtidig eller avvekslende. Den krysspolariserte lyskomponent fra linsesystemet 370 rettes således gjennom et nålehull 380, en kollimator 382 samt en stråledeler 384 for passasje gjennom båndpassfilteret 386 og 388, for henholdsvis X og X2.

Det tilbakekastede laserlys ved de to laserbølgelengder detekteres så av de respektive frotomultiplikatorer 390 og 392,

hvis utgangssignaler avgis til låseforsterkeren 364. De krysspolariserte utgangssignaler ved de to bølgelengder utløser et inngangssignal i form av et referanse- og de-polarisasjonsnivå til mikroregnesystemet 176 (se fig. 7).

I klart vann som er fritt for grums, vil alle krysspolari-sasjonssignaler som detekteres av fotomultiplikatorne 390

og 392 representere tilbakekastede lasersignaler fra havbunnen. Den utgående polariserte laserstråle avpolari-

seres når den treffer sjøbunnen. Fotomultiplikatorne 390

og 392 påvirkes av det avpolariserte (eller krysspolariserte) tilbakekastede signal fra havbunnen.

Linsesystemene 376 og 378 rettes så til fokus for DASE-data, idet de definerer et celleområde av kjent dimensjon eller Ar for undersøkelse ved begge bølgelengder X og X^ for å bestemme eventuelt nærvær av olje over sjøbunnen. Linsesystemet 376 retter tilbakekastet laserretur gjennom et nålehull 394 og kollimatoren 396 til en stråledeler 398, som i sin tur retter lysenergi gjennom båndpassfilteret 400 og 402 for bølgelengdene X og X^.Lysenergien ved bølgelengdene X^og X^påvises så av fotomultiplikatorene 404 og 406, som derved frembringer utgangssignaler for overføring til låseforsterkerne 364. På lignende måte vil linsesystemet 378

som samarbeider med nålehullet 408, kollimatoren 410 og stråledeleren 412, rette lys gjennom båndpassfiltrene 414 og 416

for bølgelengdene X^og X^, for deteksjon i de respektive fotomultiplikatorer 418 og 420. Alle utgangssignaler fra fotomultiplikatorne overføres gjennom en forsterker seksjon i låseforsterkerne 364 med synkronisert utgangssignaler for overføring til mikroregnesystemet.

Det bør forstås at også andre deteksjonsprogrammer kan anvendes ved utførelse av den prinsipielle fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen. Det antas at laserkilder med høy- ere pulseffekt eller kontinuerlige laserkilder kan anvendes ved undersøkelser på grunt vann ved at avsøkningsenergien sendes ut direkte fra overflatefartøyet eller et stivt forbundet vedheng til dette. En form for undersøkelse som omfatter nesten alt elektronisk utstyr ombord i fartøyet, går ut på anvendelse av en optisk fiberkabel for overføring av kildeenergi ned til vedkommende undervannsområde med retur-anvisninger angående reflektert lys eller fluoressens. En annen alternativ fremgangsmåte for bestemmelse av oljefore-komster under overflaten er anvendelse av et deteksjonssystem for Raman-spredning. Et lignende system som DASE-systemet i fig. 7 kan utnyttes for påvisning av Raman-spredning ved ganske enkelt å forandre båndbreddene for inter-ferensfiltrene slik at de omfatter bølgelengdene for de indu-serte Raman-bånd i olje eller den substans som undervanns-undersøkelsene gjelder.

Skjønt den ovenfor beskrevne prosess fortrinnsvis finner sted under anvendelse av en kilde for kontinuerlig energi, ligger det klart innenfor oppfinnelses ramme at enten fluoressens-deteksjonen eller DASE-prosessen kan utføres med et pulset lyssystem anvendt i forbindelse med passende avsøk-ningsutstyr, teleskop optisk fiberutstyr e.l. I tillegg kan den koaksiale laserspeil-utførelse som er beskrevet her, godt utskiftes med strålingskilde cg mottager med innbyrdes forskjellige akser, og denne driftsmodus kan bidra til å nedsette bakgrunnsstøynivåer og oppnå fluoressensdata direkte fra havbunnen. Det er ovenfor angitt en prinsipiell fremgangsmåte og fullstendig apparatur for å utføre under-vannsundersøkelse av utvalgte bunnområder for å bestemme eventuelt nærvær av hydrokarboner. Ved undersøkelse av sjø-bunnen tar fremgangsmåten i betraktning mulig nærvær av organisk liv og grumset vann som eventuelt kan bidra til hydrokarbonanvisningen, men mulige falske anvisningsverdier utskilles på sådan måte at påfølgende databehandling kan gi en sann utlesning av eventuell forekomst av hydrokarbon. Apparatet er fortrinnsvis utført slik at det er i stand til å avsøke både sjøbunnen og en valgt vannsøyle mellom bunnen og undervannssonden, liksom også områder over og til siden for den nedsenkede sonde, for derved å gjøre det mulig å oppspore hydrokarbonstrømmer så vel som å påpeke spesielle lekkasjepunkter på sjøbunnen. Foreliggende fremgangsmåte og apparat kan således anvendes som et verktøy, ikke bare for overvåkning av forurensninger og inspeksjon av rørledninger, men også i forbindelse med fartøyer for seismisk undersøkelse som arbeider i lignende sjøområder.

Forandringer kan gjøres med hensyn til kombinasjon og anordning av de hittil omtalte apparatelementer, som også er vist på tegningene , idet sådanne forandringer kan ut-føres i de vist utførelser uten at oppfinnelsens ramme overskrides, slik den er definert i de etterfølgende patent-krav.

Claims (34)

1. Fremgangsmåte for påvisning av hydrokarboner i en vannmasse, karakterisert ved at en instrumentplattform beveges gjennom vannmassen i forut bestemt avstand over vannmassens bunn, lysenergi frembringes og rettes fra instrumentplattformen mot et utvalgt område innenfor vannmassen, utvalgt fluoressens-eksitasjon som skriver seg fra denne lysenergi detekteres, og en datautlesning frembringer av nevnte fluoressens-eksitasjon som en anvisning om nærvær av hydrokarbon.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at lysenergien sveipes gjentatte ganger over vannmassens bunn på tvers av bevegelsesbanen for instrumentplattformen.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at deteksjonsprosessen går ut på at fluoressens-eksitasjon av vannmassens bunn detekteres, og fluoressens-eksitasjonen av vannsøylen mellom vannmassens bunn og instrumentplattformen også detekteres .

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at deteksjonsprosessen går ut på at fluoressens-eksitasjonen av vannmassens bunn detekteres, og også fluoressens-eksitasjonen av vann-søylen mellom bunnen og instrumentplattformen eksiteres.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte frembringelse av lysenergi går ut på at en laser energiseres til å avgi en utgangsstråle med valgt bølgelengde og som eksiterer hydrokarboner suspendert i vannet til fluoressen.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, karakterisert ved at deteksjonsprosessen går ut på å detektere lysenergi innenfor et utvalgt bølge-lengdebånd fra omtrent 520 nanometer til 560 nanometer.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 6, karakterisert ved at lysenergien rettes med gjentatte avsøkningsbevegelser mot bunnen av vannmassen på tvers av bevegelsesbanen for instrumentplattformen.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7, karakterisert ved at fluoressens-eksitasjon på bunnen detekteres, og også fluoressens-eksitasjon av vannsøylen mellom bunnen og instrumentplattformen detekteres.^

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at tilbakekastet lysenergi detekteres for å utlede en anvisning om graden av grumset vann idet fluoressens-eksiterte område.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 9, karakterisert ved at deteksjonen av tilbakekastet lysenergi går ut på at lysenergi kastet tilbake fra vannmassens bunn detekteres, og også den lysenergi som kastes tilbake fra vannsøylen mellom bunnen og instrument-plattf ormen detekteres.

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 9, karakterisert ved at deteksjonen av tilbakekastet lysenergi går ut på at forskjellig polariserte komponenter av den tilbakekastede lysenergi avføles for å opprette et polarisasjonsforhold som angir i hvilken grad vannet er grumset.

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at hvert nevnte pros-esstrinn av deteksjonen av tilbakekastet lysenergi går ut på at forskjellig polariserte komponenter av tilbakekastet lysenergi avføles for å fastlegge et polarisasjonsforhold som angir i hvilken grad vannet er grumset.

13. Fremgangsmåte for påvisning av hydrokarboner i en vannmasse, karakterisert ved at en instrumentplattform beveges gjennom vannmassen i forut valgt avstand over vannmassens bunn, lysenergi frembringes og rettes fra in-strumentplattf ormen mot et utvalgt område innenfor vannmassen, tilbakekastet lysenergi fra det utvalgte området innenfor vannmassen avføles for å utlede varierende absorbsjon innenfor en romoppløsningscelle, og en dataavlesning frembringes av nevnte varierende absorbsjon som en anvisning om nærvær av hydrokarbon.

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 13, karakterisert ved at deteksjonsprosessen omfatter avføling av tilbakekastet lys fra en avstand r, av-føling av tilbakekastet lys fra en avstand r + Ar, samt bestemmelse av forskjellen i absorbsjon av spredt energi innenfor oppløsningscellen Ar.

15. Fremgangsmåte som angitt i krav 13, karakterisert ved at lysenergien videre rettes som en gjentatt avsøkningsstråle mot bunnen av vannmassen på tvers av plattformens bevegelsesbane.

16. Fremgangsmåte som angitt i krav 14, karakterisert ved at frembringelsen av lysenergi går ut på at en laser eksiteres til å avgi en utgangsstråle med minst en bølgelengde som frembringer til-' bakekastet laserlys fra hydrokarboner ved den innfallende bølgelengde.

17. Fremgangsmåte som angitt i krav 13, karakterisert ved at deteksjonen av tilbakekastet lysenergi går ut på at lysenergi som kastes tilbake fra vannmassens bunn avføles, samt at også den lysenergi avføles som kastes tilbake fra vannsøylen mellom bunnen og instrumentplattformen.

18. Fremgangsmåte for å påvise hydrokarboner i en vannmasse ved anvendelse av en nedsenkbar instrumentplattform, karakterisert ved at det frembringes en lysstråle med valgt bølgelengde fra det indre av plattformen, lysstrålen bringes til avsøkningssveip over en tverr-bane på undersiden av plattformen, returlyset som forårsakes av avsøkningsstrålen mottas teleskopisk i plattformen for å frembringe en utgangslysstråle, returlys fra utgangslys-strålen for et første dybdeområde siktes inn for å frembringe en første fokusert utgangsstråle, returlys fra ut-gangslysstrålen for et annet dybdeområde siktes inn samtidig for å frembringe en annen fokusert utgangsstråle, og elektriske utgangssignaler frembringes av nevnte første og annen fokuserte utgangsstråle som en anvisning av nærværende hydrokarbon.

19. Fremgangsmåte som angitt i krav 18, karakterisert ved at de to samtidige sikte-prosesser omfatter fokusering av den ene utgangsstråle på uendelig for å gi avsøkningsdekning av hele vannsøylen ned til bunnen, samt fokusering av den annen utgangsstråle på minst et valgt punkt mellom vannmassens bunn qg plattformen.

20. Fremgangsmåte som angitt i krav 18, karakterisert ved at den første fokuserte utgangsstråle undersøkes innenfor et valgt bølgelengdebånd for å gi en anvisning om en hydrokarbonfluoressens som utgangssignal, mens den annen fokuserte utgangsstråle under-søkes innenfor et annet valgt bølgelengdebånd for å gi en anvisning om i hvilken grad lysenergien i den frembragte lysstråle kastes tilbake.

21. Fremgangsmåte som angitt i krav 18, karakterisert ved at de elektriske utgangssignaler frembringes ved å undersøke den første fokuserte utgangsstråle innenfor et valgt bølgelengdebånd for å frembringe et utgangssignal som angir hydrokarbon-fluoressens, den annen fokuserte lysstråle undersøkes innenfor nevnte utvalgte bølgelengdebånd for å frembringe et annet utgangssignal som angir hydrokarbon-fluoressens, den første fokuserte utgangsstråle undersøkes innenfor et annet valgt bølge-lengdebånd for å frembringe en utgangsanvisning av tilbakekastet lys fra den frembragte primærstråle av lysenergi, og den annen fokuserte utgangsstråle undersøkes innenfor nevnte annet valgte bølgelengdebånd for å frembringe en annen utgangsanvisning av tilbakekastet lys fra den frembragte primærstråle av lysenergi.

22. Fremgangsmåte som angitt i krav 21, karakterisert ved at undersøkelsen av nenvte første og annen fokuserte utgangsstråle innenfor det annet valgte bølgelengdebånd for å frembringe en utgangs anvisning av tilbakekastet lys fra den frembragte primærstråle av lysenergi, går ut på at de respektive fokuserte utgangsstråler adskilles for å frembringe to lysutgangs-signaler med forskjellig orientert polarisering, og de forskjellige polariserte lysutgangskomponenter avføles for å utlede et utgangsforhold mellom de to komponenter og som er en anvisning om i hvilken grad vannet er grumset i vedkommende undersøkte område.

23. Fremgangsmåte som angitt i krav 18, karakterisert ved at de elektriske sig-nalutganger frembringes ved at det tilbakekastede lys fra den første fokuserte utgangsstråle detekteres, det tilbakekastede lys fra den annen fokuserte utgangsstråle fokuseres, og absorbsjonsforskjellen innenfor det betraktede dybdeområde utledes.

24. Fremgangsmåte som angitt i krav 23, karakterisert ved at den første fokuserte utgangsstråle detekteres med hensyn på en avstand r, den annen fokuserte utgangsstråle detekteres med hensyn på en avstand r + Ar, og nevnte absorbsjonsforskjell utledes for oppløsningscellen Ar.

25. Anordning for å påvise hydrokarboner i vann, karakterisert ved at anordningen omfatter en nedsenkbar plattform, utstyr for å frembringe en lysstråle ombord i plattformen, utstyr for sveiping og mot-tagelse av refleksjoner av nevnte lysstråle over en tverr-stilt krum sektor under plattformen, en teleskopinnretning inne i plattformen for å motta reflektert lys fra nevnte lysstråle for derved å frembringe en utgangsstråle, linse-utstyr for å motta utgangsstrålen og fokusering av denne til å anvise lys fra valgte betraktningsdybder, samt en fotoelektrisk innretning for å motta den fokuserte lys-anvisning og å frembringe et elektrisk utgangssignal som angir nærvær av hydrokarbon.

26. Anordning som angitt i krav 25, karakterisert ved at linseutstyret omfatter en første linseinnretning som projiserer en første utgangsstråle fra et valgt dybdeområde, og en annen linseinnretning som projiserer en annen utgangsstråle fra et annet valgt dybdeområde.

21. '.. ) Anordning som angitt i krav 26, karakterisert ved at den fotoelektriske innretning omfatter organer for å påvise fluoressens innenfor et valgt bølgelengdebånd og som skriver seg fra første og annen utgangsstråle.

28. Anordning som angitt i krav 26, karakterisert ved at den fotoelektriske anordning omfatter organer for å påvise tilbakekastet lys-stråleenergi av valgt bølgelengde fra nevnte første og annen utgangsstråle.

29. Anordning som angitt i krav 25, karakterisert ved at den fotoelektriske innretning omfatter organer for påvisning av fluoressens innenfor et valgt bølgelengdebånd ut i fra det projiserte lys.

30. Anordning som angitt i krav 25, karakterisert ved at den fotoelektriske innretning omfatter organer for deteksjon av ortogonale polarisasjonskomponenter i tilbakekastet lysenergi i det projiserte lys.

31. Anordning som angitt i krav 29, karakterisert ved at den fotoelektriske innretning videre omfatter organer for deteksjon av ortogonale polarisasjonskomponenter av tilbakekastet lysstråle-energi i det projiserte lys.

32. Anordning som angitt i krav 27, karakterisert ved at den fotoelektriske innretning videre omfatter organer for å detektere ortogonale polarisasjonskomponenter av tilbakekastet lysstråle-energi i første og annen utgangsstråle.

33. Anordning som angitt i krav 25, karakterisert ved at nevnte utstyr for å frembringe en lysstråle omfatter en laser med utgangs-ståle av valgt bølgelengde som er i stand til å eksitere hydrokarboner suspendert i vann til fluoressens.

34. Anordning som angitt i krav 33, karakterisert ved at den fotoelektriske innretning omfatter organer for å detektere lysenergi innenfor et valgt bølgelengdebånd fra omtrent 520 nanometer til 560 nanometer.