專利名稱：一種機(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：
本實(shí)用新型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)容本實(shí)用新型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。本實(shí)用新型采用的技術(shù)手段如下 —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。 本實(shí)用新型提供的是一種主動(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為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的海上探測油污示意圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例1 :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l，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對本實(shí)用新型做進(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l，而且要在起飛前將移動窗門l關(guān)閉，升空后打開移動窗門1，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，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用 新型的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求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1、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)。
專利摘要本實(shí)用新型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G01V8/10GK201464661SQ20092001603
公開日2010年5月12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)明者李穎 申請人:大連海事大學(xué)