專利名稱：海面油膜厚度測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海洋環(huán)境立體監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種海面油膜厚度測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
海面油膜厚度測(cè)量在環(huán)境保護(hù)、化工分析、油膜動(dòng)力學(xué)研究等領(lǐng)域中均有應(yīng)用，對(duì)于海上溢油事故有著重要意義，為溢油治理提供有效合理的指導(dǎo)，為理解油層擴(kuò)展動(dòng)力學(xué)的基本理論提供重要的科學(xué)依據(jù)。目前已提出并用于海面的不同油品和不同油膜厚度測(cè)量的常見裝置有以下幾種基于紅外探測(cè)原理研制的油膜厚度傳感器，在空中或者利用衛(wèi)星觀測(cè)油膜吸收太陽(yáng)輻射放出熱量后在紅外成像中呈現(xiàn)的不同狀態(tài)，測(cè)量油膜厚度，不易標(biāo)定，精度較低；利用測(cè)量電阻率方法的油膜厚度測(cè)量裝置，根據(jù)油與水的電導(dǎo)率不同，將電極深入油膜中，到接觸油水交界面時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)數(shù)求出油膜厚度，裝置受環(huán)境影響較大?；诩す庹T發(fā)熒光法研制的海面油膜厚度傳感器，由空中激光誘導(dǎo)熒光系統(tǒng)發(fā)射的紫外激光可以誘發(fā)熒光引起拉曼散射，通過分析不同油品的熒光壽命和不同油膜厚度下的光譜強(qiáng)度，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)油品鑒別和油膜厚度的測(cè)量，主要適用于薄油層厚度的測(cè)量?；诩す饧ぐl(fā)超聲波原理研制的激光超聲遙感測(cè)量油膜厚度傳感器，利用聲脈沖傳播經(jīng)過油層再返回油氣界面的時(shí)間和在油層中的聲波傳播速度計(jì)算得到油層厚度。這種傳感器測(cè)量精度高，但體積很大，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是解決海面油膜厚度高精度實(shí)時(shí)測(cè)量問題，提供一種海面油膜厚度測(cè)
量裝置。本發(fā)明采用差分激光三角法設(shè)計(jì)海面油膜厚度測(cè)量裝置，該裝置包括密封的浮標(biāo)殼體，浮標(biāo)殼體內(nèi)設(shè)置的光學(xué)傳感器，以及浮標(biāo)殼體上設(shè)置的采樣池；所述的浮標(biāo)殼體，使本裝置可以應(yīng)用于機(jī)載投棄式海面測(cè)量海面油膜；包括放置光學(xué)傳感器的外部殼體，用于傳輸測(cè)量數(shù)據(jù)到上位機(jī)的發(fā)射機(jī)，為光學(xué)傳感器提供電力的電源模塊以及進(jìn)行機(jī)載投棄時(shí)的減速裝置。所述的光學(xué)傳感器，由光路系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)組成，用于獲取海面油膜上下表面光斑信息；光學(xué)傳感器中的光路系統(tǒng)包括照明系統(tǒng)，成像系統(tǒng)以及光電檢測(cè)器件，光路系統(tǒng)用于獲取海面油膜上下表面光斑數(shù)據(jù)，并將光斑數(shù)據(jù)傳入數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)；光學(xué)傳感器中的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，對(duì)光路系統(tǒng)獲取的海面油膜上下表面光斑數(shù)據(jù)進(jìn)行處理， 得到海面油膜厚度。所述的采樣池，放置于密封的浮標(biāo)殼體中，開有進(jìn)水口用于采集海面油膜，開有通光窗口配合光學(xué)傳感器，具有抑波作用。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果本發(fā)明具有體積小，可通過機(jī)載投棄式對(duì)海面油膜進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，通過浮標(biāo)在水中的隨波性及采樣池的抑波效果，減少海面環(huán)境對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。本發(fā)明利用激光三角法對(duì)海面油膜進(jìn)行測(cè)量，原理簡(jiǎn)單，成本低，同時(shí)可以保證測(cè)量結(jié)果具有較高的精度。


圖I是本發(fā)明差分激光三角法海面油膜厚度測(cè)量裝置示意圖。圖中，I為減速裝置，2為發(fā)射機(jī)及天線，3為上蓋，4為浮標(biāo)殼體，5為采樣池，6為光學(xué)傳感器，7為電源模塊，8為下蓋，9為光電檢測(cè)器件，10為成像系統(tǒng)，11為照明系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :差分激光三角法海面油膜厚度測(cè)量裝置組成及測(cè)量差分激光三角法海面油膜厚度測(cè)量裝置組成如圖I所示，包括光學(xué)傳感器6，采樣池5,浮標(biāo)殼體4,電源模塊7,發(fā)射機(jī)2。在光學(xué)傳感器6中，使用紅光半導(dǎo)體激光器11作為光源照明，線陣CXD 9作為光電檢測(cè)器，上光路分辨率可達(dá)2. 3 μ m，下光路分辨率可達(dá)
3.9 μ m，裝置測(cè)量范圍為0-12mm。具體工作過程為將差分激光三角法海面油膜厚度測(cè)量裝置密封在浮標(biāo)殼體4中后放置在水池內(nèi)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量塊進(jìn)行測(cè)量。將標(biāo)準(zhǔn)量塊放入采樣池5中，開啟裝置開關(guān)后，電源模塊7為整個(gè)裝置上電后，光學(xué)傳感器6獲取標(biāo)準(zhǔn)量塊上下表面的光斑信息通過發(fā)射機(jī) 2傳入到上位機(jī)中，在上位機(jī)中利用軟件界面顯示量塊的厚度。其結(jié)果如下表所示單位
權(quán)利要求
1.一種海面油膜厚度測(cè)量裝置，其特征在于該裝置包括密封的浮標(biāo)殼體，浮標(biāo)殼體內(nèi)設(shè)置的光學(xué)傳感器，以及浮標(biāo)殼體上設(shè)置的采樣池；所述的浮標(biāo)殼體，使本裝置可以應(yīng)用于機(jī)載投棄式海面測(cè)量海面油膜；所述的光學(xué)傳感器，由光路系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)組成，用于獲取海面油膜上下表面光斑信息；所述的采樣池，放置于密封的浮標(biāo)殼體中，開有進(jìn)水口用于采集海面油膜，內(nèi)部開有通光窗口配合光學(xué)傳感器，具有抑波作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海面油膜厚度測(cè)量裝置，其特征在于所述的光學(xué)傳感器中的光路系統(tǒng)包括照明系統(tǒng)，成像系統(tǒng)以及光電檢測(cè)器件，光路系統(tǒng)用于獲取海面油膜上下表面光斑信息，并將光斑數(shù)據(jù)傳入數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)；所述的光學(xué)傳感器中的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，對(duì)光路系統(tǒng)獲取的海面油膜上下表面光斑信息進(jìn)行處理，得到海面油膜厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海面油膜厚度測(cè)量裝置，其特征在于所述的浮標(biāo)殼體能夠應(yīng)用于機(jī)載投棄式測(cè)量，包括放置光學(xué)傳感器的外部殼體，用于傳輸測(cè)量數(shù)據(jù)到上位機(jī)的發(fā)射機(jī)，為光學(xué)傳感器提供電力的電源模塊以及進(jìn)行機(jī)載投棄時(shí)的減速裝置。
全文摘要
海面油膜厚度測(cè)量裝置。該裝置包括密封的浮標(biāo)殼體，浮標(biāo)殼體內(nèi)設(shè)置的光學(xué)傳感器，以及浮標(biāo)殼體上設(shè)置的采樣池。光學(xué)傳感器由光路系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)組成，用于獲取海面油膜上下表面光斑信息，并進(jìn)行處理得到海面油膜厚度，浮標(biāo)殼體滿足本裝置用于機(jī)載投棄的需求，采樣池具有抑波作用。本裝置具有體積小，成本低，精度高的優(yōu)點(diǎn)，可用于機(jī)載投棄式海面油膜實(shí)時(shí)測(cè)量。
文檔編號(hào)G01B11/06GK102607434SQ20121006003
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月8日
發(fā)明者呂且妮, 吳頔, 王春誼, 王晶, 王項(xiàng)南, 葛寶臻 申請(qǐng)人:天津大學(xué)