專利名稱：機(jī)載激光熒光海上油污探測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海上溢油探測的裝置，尤其涉及一種機(jī)載激光熒光海上油 污探測裝置。
背景技術(shù)：
對于海上溢油的監(jiān)測目前通常使用的方法和手段是光學(xué)遙感和雷達(dá)技術(shù)， 但是對于新發(fā)生溢油的海面，衛(wèi)星和其他的機(jī)載技術(shù)很難探測到。
激光激發(fā)熒光選擇性好、靈敏度高，具有很強(qiáng)的識別能力，近幾年來在環(huán) 境污染監(jiān)測和檢測中越來越受到重視，很多實(shí)驗(yàn)室都對其進(jìn)行深入研究。其原 理是當(dāng)某種物質(zhì)被一束激光激發(fā)后，該物質(zhì)的分子吸收能量后從基態(tài)躍遷到某 一激發(fā)態(tài)上，再以輻射躍遷的形式發(fā)出熒光回到基態(tài)，根據(jù)不同物質(zhì)發(fā)出的熒光 光譜分布的區(qū)別以及激光激發(fā)熒光的壽命不同對物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測和檢測。這樣就 可以通過測量油類的激光誘導(dǎo)熒光光譜，利用熒光譜的不同強(qiáng)度和形狀來鑒別 是否存在油類污染物以及油的種類，以及利用油膜的激光誘導(dǎo)熒光的時間特性 來加以判別，測量其熒光壽命來實(shí)現(xiàn)對油膜的探測。所以一種能夠利用激光誘 導(dǎo)熒光技術(shù)對油類污染物進(jìn)行檢測和監(jiān)測的裝置急需被研制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對以上問題的提出，而研制一種有效利用激光熒光特點(diǎn)，并且安 裝和使用方便，可以根據(jù)不同條件進(jìn)行短期和長期的業(yè)務(wù)運(yùn)行的機(jī)載激光熒光 海上油污探測裝置。本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下
一種激光熒光海上油污探測裝置，其特征在于包括激光器、望遠(yuǎn)鏡和光 譜儀；
所述激光器，用于向探測物表面發(fā)射激光；
所述望遠(yuǎn)鏡，用于接收探測物表面受激后發(fā)射的熒光；
所述光譜儀，用于接收通過望遠(yuǎn)鏡放大的發(fā)射熒光，光譜儀接收熒光后， 尤其內(nèi)部的處理器進(jìn)行光譜特征分析，以鑒別分析探測物的類別；
所述激光器光照射于探測物表面產(chǎn)生的各個發(fā)散角的發(fā)散光的區(qū)域同望遠(yuǎn) 鏡的視域保持能夠相重疊，當(dāng)激光器發(fā)出激光照射于探測物表面，同時望遠(yuǎn)鏡接收受激后發(fā)射的熒光，并將放大后的熒光通過觀測端經(jīng)光譜儀的光接收端傳 到光譜儀內(nèi)。
所述光譜儀上還設(shè)有顯示單元用于顯示探測物的類別。
所述光譜儀通過數(shù)據(jù)線將鑒別分析探測物的類別信號經(jīng)信號處理器處理 后，交于計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示。
所述激光器、望遠(yuǎn)鏡和光譜儀進(jìn)行整體布置；將激光器和望遠(yuǎn)鏡垂直設(shè)置， 在激光器的正下方以傾斜45°放置半透半反鏡，并且其下反射面對應(yīng)望遠(yuǎn)鏡； 所述半透半反鏡上設(shè)有透光孔能夠使激光器發(fā)出的激光透過，同時其它部分能 夠?qū)⑻綔y物表面受激后發(fā)射的熒光反射到望遠(yuǎn)鏡取景端；所述光譜儀設(shè)置在望 遠(yuǎn)鏡的觀測端的后部。
所述激光器、望遠(yuǎn)鏡和光譜儀固定在滑軌型支架上；所述滑軌型支架對應(yīng) 的滑軌固定在運(yùn)載體上。
所述望遠(yuǎn)鏡采用卡塞格林望遠(yuǎn)鏡；光譜儀采用光纖光譜儀，其前部接收端 包括反光鏡、光譜濾波器和光電倍增管。
本發(fā)明提供的是一種主動(激光器本身提供光源)遙感器，可以進(jìn)行全天 候、全氣象遙感監(jiān)測。由于水生植物與溢油的激光誘發(fā)的熒光光譜具有明顯的 不同，它可以確定的區(qū)分水生植物與溢油，這個特點(diǎn)是唯一的，其它遙感技術(shù)都 不具備。同時它還可以利用激光誘發(fā)的熒光光譜不同辨別出油的種類，這一特點(diǎn) 也是唯一的。本裝置不拘泥于海面上的溢油探測，同時它還能確定地探測到海 灘、海冰上溢油。具有可全天候廣泛用于海上溢油探測，利用熒光的特點(diǎn)，識 別率高。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明實(shí)施例的海上探測油污示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l:如圖2所示的激光熒光海上油污探測裝置，包括用于向探測物表 面發(fā)射激光的激光器6，用于接收探測物表面受激后發(fā)射的熒光望遠(yuǎn)鏡7，和用 于接收通過望遠(yuǎn)鏡7放大的發(fā)射熒光，光譜儀接收熒光后，尤其內(nèi)部的處理器 804進(jìn)行光譜特征分析，以鑒別分析探測物的類別光譜儀8;所述望遠(yuǎn)鏡7采用 卡塞格林望遠(yuǎn)鏡Cassegrain telescope;所述激光器6為固體激光器，由于發(fā) 射一定波長的紫外光；所述光譜儀8采用光纖光譜儀，其前部接收端包括反光鏡801、光譜濾波器802和光電倍增管803，此光譜儀可以為智能光譜儀，通 過其內(nèi)部設(shè)有的處理器804對望遠(yuǎn)鏡7傳回的發(fā)射熒光進(jìn)行鑒別分析，并可通 過光譜儀8上設(shè)有顯示單元805用于顯示探測物的類別，還可光譜儀8上還設(shè) 有顯示單元805用于顯示探測物的類別。
使用時激光器6光照射于探測物表面產(chǎn)生的各個發(fā)散角的發(fā)散光的區(qū)域同 望遠(yuǎn)鏡7的視域保持能夠相重疊，當(dāng)激光器6發(fā)出激光照射于探測物表面，同 時望遠(yuǎn)鏡7接收受激后發(fā)射的熒光，并將放大后的熒光通過觀測端經(jīng)光譜儀8 的光接收端傳到光譜儀8內(nèi)進(jìn)行探測物的類別的鑒定。
實(shí)施例2:如圖1所示，該激光熒光海上油污探測裝置同實(shí)施例1的原理和 主要裝置相同，不同的在于激光器6、望遠(yuǎn)鏡7和光譜儀8進(jìn)行整體布置；將激 光器6和望遠(yuǎn)鏡7垂直設(shè)置，在激光器6的正下方以傾斜45°放置半透半反鏡 5，并且其下反射面對應(yīng)望遠(yuǎn)鏡7;所述半透半反鏡5上設(shè)有透光孔能夠使激光 器6發(fā)出的激光透過，而散射回來的熒光按其光路被反射到望遠(yuǎn)鏡7取景端； 所述光譜儀8設(shè)置在望遠(yuǎn)鏡7的觀測端的后部。另外，激光器6、望遠(yuǎn)鏡7和光 譜儀8固定在滑軌型支架4上；所述滑軌型支架4對應(yīng)的滑軌固定在運(yùn)載體上 (本實(shí)施例為飛機(jī)將滑軌固定在飛機(jī)上)，滑軌型支架4為滑軌型，可協(xié)載設(shè)備 按任意軌跡移動；在飛機(jī)上設(shè)有移動窗門1，平時關(guān)閉，監(jiān)測時打開，發(fā)射激光 及激發(fā)激光可自由穿過。
下面結(jié)合圖1和圖2對本發(fā)明做進(jìn)一步描述-
直升飛機(jī)于油膜上望遠(yuǎn)鏡觀測范圍內(nèi)，如短時間飛行，飛機(jī)升空后把飛機(jī) 艙門打開，把儀器通過滑軌型支架4移動到艙門外面進(jìn)行探測；如果為長時間 的業(yè)務(wù)運(yùn)行，則必須在飛機(jī)底部設(shè)有移動窗門1，而且要在起飛前將移動窗門1 關(guān)閉，升空后打開移動窗門l，以避免飛機(jī)在地面起飛時塵土從底部窗口進(jìn)入探 測系統(tǒng)。
具體工作流程如下待飛機(jī)穩(wěn)定后將飛機(jī)底部窗口打開，打開激光器l，預(yù) 熱15分鐘， 一方面飛機(jī)向前飛行， 一方面激光器6發(fā)射355nm脈沖激光，掃描 油膜，激發(fā)熒光。飛行高度一般是80米至600米，飛行速度一般是270公里/ 小時。在300米飛行高度，掃描寬度為100米的2維平面。發(fā)射的熒光經(jīng)半透 半反鏡5反射進(jìn)入卡塞格林望遠(yuǎn)鏡7匯聚后進(jìn)入光譜儀8，經(jīng)處理器804對望遠(yuǎn) 鏡7傳回的發(fā)射熒光進(jìn)行鑒別分析，并可通過光譜儀8上設(shè)有顯示單元805用 于顯示探測物的類別。探測系統(tǒng)中激光發(fā)散角和光譜儀能夠探測的視域應(yīng)保持一致，以便獲得最高的探測靈敏度如圖2所示。利用熒光譜的不同強(qiáng)度和形狀 來以及熒光壽命來鑒別是否存在油類污染物以及油的種類。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局 限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本 發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種激光熒光海上油污探測裝置，其特征在于包括激光器(6)、望遠(yuǎn)鏡(7)和光譜儀(8)；所述激光器(6)，用于向探測物表面發(fā)射激光；所述望遠(yuǎn)鏡(7)，用于接收探測物表面受激后發(fā)射的熒光；所述光譜儀(8)，用于接收通過望遠(yuǎn)鏡(7)放大的發(fā)射熒光，光譜儀接收熒光后，尤其內(nèi)部的處理器(804)進(jìn)行光譜特征分析，以鑒別分析探測物的類別；所述激光器(6)光照射于探測物表面產(chǎn)生的各個發(fā)散角的發(fā)散光的區(qū)域同望遠(yuǎn)鏡(7)的視域保持能夠相重疊，當(dāng)激光器(6)發(fā)出激光照射于探測物表面，同時望遠(yuǎn)鏡(7)接收受激后發(fā)射的熒光，并將放大后的熒光通過觀測端經(jīng)光譜儀(8)的光接收端傳到光譜儀(8)內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光熒光海上油污探測裝置，其特征在于所 述光譜儀(8)上還設(shè)有顯示單元(805)用于顯示探測物的類別。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光熒光海上油污探測裝置，其特征在于所 述光譜儀(8)通過數(shù)據(jù)線將鑒別分析探測物的類別信號經(jīng)信號處理器處理后， 交于計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光熒光海上油污探測裝置，其特征在于所 述激光器(6)、望遠(yuǎn)鏡(7)和光譜儀(8)進(jìn)行整體布置；將激光器(6)和望 遠(yuǎn)鏡(7)垂直設(shè)置，在激光器(6)的正下方以傾斜45。放置半透半反鏡(5)， 并且其下反射面對應(yīng)望遠(yuǎn)鏡(7);所述半透半反鏡(5)上設(shè)有透光孔能夠使激 光器(6)發(fā)出的激光透過，同時其它部分能夠?qū)⑻綔y物表面受激后發(fā)射的熒光 反射到望遠(yuǎn)鏡(7)取景端；所述光譜儀(8)設(shè)置在望遠(yuǎn)鏡(7)的觀測端的后 部。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種激光熒光海上油污探測裝置，其特征在于所 述激光器(6)、望遠(yuǎn)鏡(7)和光譜儀(8)固定在滑軌型支架(4)上；所述滑 軌型支架(4)對應(yīng)的滑軌固定在運(yùn)載體上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3、 4或5所述的一種激光熒光海上油污探測裝置， 其特征在于所述望遠(yuǎn)鏡(7)采用卡塞格林望遠(yuǎn)鏡；光譜儀(8)采用光纖光譜 儀，其前部接收端包括反光鏡(801)、光譜濾波器(802)和光電倍增管(803)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種激光熒光海上油污探測裝置，其特征在于包括激光器、望遠(yuǎn)鏡和光譜儀；所述激光器光照射于探測物表面產(chǎn)生的各個發(fā)散角的發(fā)散光的區(qū)域同望遠(yuǎn)鏡的視域保持能夠相重疊，當(dāng)激光器發(fā)出激光照射于探測物表面，同時望遠(yuǎn)鏡接收受激后發(fā)射的熒光，并將放大后的熒光通過觀測端經(jīng)光譜儀的光接收端傳到光譜儀內(nèi)。該激光器用于發(fā)射一定波長的紫外光照射于探測物表面，探測物表面受激后發(fā)射的熒光通過望遠(yuǎn)鏡放大被光譜儀接收，光譜儀接收熒光后分析光譜特征用于分析探測物類別；在飛機(jī)上安裝移動窗口和滑軌型支架可以更加方便靈活的操作整個裝置。本裝置可全天候廣泛用于海上溢油探測，利用熒光的特點(diǎn)，識別率高。
文檔編號G01V8/10GK101614829SQ20091001281
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日
發(fā)明者穎 李 申請人:大連海事大學(xué)