一種距離自適應(yīng)海洋溢油監(jiān)測(cè)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種距離自適應(yīng)海洋溢油監(jiān)測(cè)設(shè)備，屬于溢油監(jiān)測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，人們對(duì)石油能源的需求與日倶增，深海石油開采和海上石油運(yùn)輸活動(dòng)急劇增加，由此導(dǎo)致的溢油事故頻繁發(fā)生，嚴(yán)重危害了海洋生物的生存環(huán)境，對(duì)海洋生態(tài)和沿岸生產(chǎn)生活造成了深遠(yuǎn)影響?；诘鼗脚_(tái)的水面油膜監(jiān)視與監(jiān)測(cè)設(shè)備固定安裝于特定地點(diǎn)，對(duì)小范圍進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)視，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)小型溢油事件，并在第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)。已有基于地基平臺(tái)的水面油膜監(jiān)視與監(jiān)測(cè)設(shè)備，多采用紫外誘導(dǎo)油熒光的原理進(jìn)行溢油監(jiān)測(cè)，采用紫外激光或脈沖氙燈或LED作為激發(fā)光源，采用光電探測(cè)器進(jìn)行信號(hào)采集，通過對(duì)信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行閾值判斷判定是否發(fā)生溢油，當(dāng)潮汐或外界環(huán)境變化導(dǎo)致監(jiān)測(cè)距離發(fā)生變化時(shí)，監(jiān)測(cè)信號(hào)強(qiáng)度會(huì)明顯改變，從而使先前設(shè)定的閾值失效，不能正確的判斷是否發(fā)生了溢油?，F(xiàn)有設(shè)備往往不能自適應(yīng)探測(cè)距離的變化，因此，不能很好地適用于監(jiān)測(cè)環(huán)境復(fù)雜、探測(cè)距離多變的監(jiān)測(cè)地點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種距離自適應(yīng)海洋溢油監(jiān)測(cè)設(shè)備，能夠在一定的距離變化范圍內(nèi)自適應(yīng)對(duì)海洋溢油情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0004]本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案來具體實(shí)現(xiàn):
[0005]—種距離自適應(yīng)海洋溢油監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括光源發(fā)射組件、熒光接收組件、紅外光接收組件、信號(hào)控制與處理板，所述光源發(fā)射組件、熒光接收組件、紅外光接收組件與信號(hào)控制與處理板連接，所述光源發(fā)射組件照射在水面上，并且所述熒光接收組件、紅外光接收組件探測(cè)所述光源發(fā)射組件照射區(qū)域的水面信號(hào)，所述熒光接收組件、紅外光接收組件具有不同頻率的光譜響應(yīng)通道。
[0006]所述光源發(fā)射組件發(fā)射兩個(gè)不同光譜的光束，所述熒光接收組件對(duì)其中一個(gè)光束響應(yīng)，所述紅外光接收組件對(duì)另一個(gè)光束響應(yīng)。
[0007]所述光源發(fā)射組件包括寬光譜光源、第三會(huì)聚透鏡和發(fā)射濾光片，寬光譜光源的前方設(shè)置發(fā)射濾光片，發(fā)射濾光片的前方設(shè)置第三會(huì)聚透鏡，所述發(fā)射濾光片將寬光譜光束過濾后得到紫外光和紅外光。
[0008]所述熒光接收組件包括第一光電探測(cè)器、熒光接收帶通濾光片、第一會(huì)聚鏡，所述第一光電探測(cè)器的前方安裝所述熒光接收帶通濾光片，所述熒光接收帶通濾光片的前方安裝所述第一會(huì)聚鏡。
[0009]所述紅外光接收組件包括第二光電探測(cè)器、紅外接收帶通濾光片、第二會(huì)聚鏡，所述第二光電探測(cè)器的前方安裝所述紅外接收帶通濾光片，所述紅外接收帶通濾光片的前方安裝所述第二會(huì)聚鏡。
[0010]所述的信號(hào)控制與處理板包括光源脈沖調(diào)制控制電路、接收信號(hào)解調(diào)電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換、溢油監(jiān)測(cè)算法和對(duì)外接口。
[0011 ]寬光譜光源優(yōu)選脈沖氙燈，功率50W，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)發(fā)光頻率，實(shí)現(xiàn)發(fā)射光的調(diào)制。
[0012]發(fā)射鏡頭選用石英鏡片，以保證在200nm?400nm的紫外范圍內(nèi)有良好的透過率。
[0013]發(fā)射濾光片為寬帶帶通濾光片，透過曲線包含兩個(gè)通帶范圍，一個(gè)通帶范圍覆蓋200nm?400nm紫外光譜，另一個(gè)通帶在850nm?11OOnm紅外范圍內(nèi)，其他譜段完全截止。
[0014]接收會(huì)聚鏡采用石英或K9玻璃透鏡，在可見光-近紅外范圍內(nèi)有良好的透過率。
[0015]焚光接收帶通濾光片的透過范圍覆蓋400nm?700nm范圍，透過帶優(yōu)選400nm?500nm，峰值透過率超過50 %，在200nm?400nm和600nm?11 OOnm完全截止。
[0016]紅外接收帶通濾光片的透過范圍覆蓋850nm?llOOnm。
[0017]光電傳感器選用大面陣硅光電二極管，在400nm?600nm范圍內(nèi)有較高的光電轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)光譜響應(yīng)范圍覆蓋400nm?11OOnm。
[0018]信號(hào)控制與處理板以DSP處理器為核心，可選用TMS320F28335。功能包括光源脈沖調(diào)制控制電路、接收信號(hào)解調(diào)電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換、溢油監(jiān)測(cè)算法和對(duì)外接口。光源脈沖調(diào)制控制電路控制光源發(fā)射高頻脈沖光束，接收信號(hào)解調(diào)電路接收熒光信號(hào)或紅外信號(hào)并進(jìn)行解調(diào)，通過信號(hào)調(diào)制解調(diào)，濾除環(huán)境光信號(hào)的干擾，最大限度的提高信噪比。模數(shù)轉(zhuǎn)換將解調(diào)后的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，運(yùn)行溢油監(jiān)測(cè)算法，計(jì)算出是否有溢油發(fā)生，最終通過對(duì)外接口如RS232、無線通信接口等實(shí)時(shí)傳遞給上位機(jī)做進(jìn)一步應(yīng)急預(yù)警處理。
[0019]一種距離自適應(yīng)海洋溢油監(jiān)測(cè)方法，采用寬光譜光源，寬光譜光源發(fā)出的寬光譜光束經(jīng)濾光片過濾后得到紫外光和紅外光，由會(huì)聚鏡會(huì)聚并投射到被監(jiān)測(cè)水面區(qū)域，分別采用兩路通道對(duì)受激激發(fā)的熒光信號(hào)和水面反射的激發(fā)光束中紅外信號(hào)進(jìn)行接收，兩路信號(hào)強(qiáng)度都包含了隨距離的衰減因子，通過將兩路信號(hào)求比值消除信號(hào)強(qiáng)度隨距離的變化，通過對(duì)兩路信號(hào)比值設(shè)定閾值，判斷水面是否有油膜存在。
[0020]本實(shí)用新型的有益效果是采用紫外光誘導(dǎo)熒光方法，非接觸監(jiān)測(cè)，不需要采集樣品進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，避免了二次污染，同時(shí)采用熒光通道和紅外通道雙通道接收能夠自適應(yīng)距離的變化，具有環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是本實(shí)用新型的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所述一種距離自適應(yīng)海洋溢油監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括光源發(fā)射組件、熒光接收組件、紅外光接收組件、信號(hào)控制與處理板，所述光源發(fā)射組件、熒光接收組件、紅外光接收組件與信號(hào)控制與處理板連接，所述光源發(fā)射組件照射在水面上，并且所述熒光接收組件、紅外光接收組件探測(cè)所述光源發(fā)射組件照射區(qū)域的水面信號(hào)，所述熒光接收組件、紅外光接收組件具有不同頻率的光譜響應(yīng)通道。
[0023]所述光源發(fā)射組件發(fā)射兩個(gè)不同光譜的光束，所述熒光接收組件對(duì)其中一個(gè)光束響應(yīng)，所述紅外光接收組件對(duì)另一個(gè)光束響應(yīng)。
[0024]所述光源發(fā)射組件包括寬光譜光源、第三會(huì)聚透鏡和發(fā)射濾光片，寬光譜光源的前方設(shè)置發(fā)射濾光片，發(fā)射濾光片的前方設(shè)置第三會(huì)聚透鏡，所述發(fā)射濾光片將寬光譜光束過濾后得到紫外光和紅外光。
[0025]所述熒光接收組件包括第一光電探測(cè)器、熒光接收帶通濾光片、第一會(huì)聚鏡，所述第一光電探測(cè)器的前方安裝所述熒光接收帶通濾光片，所述熒光接收帶通濾光片的前方安裝所述第一會(huì)聚鏡。
[0026]所述紅外光接收組件包括第二光電探測(cè)器、紅外接收帶通濾光片、第二會(huì)聚鏡，所述