专利名称：海面油膜厚度测量装置的制作方法
技术领域：
本发明属于海洋环境立体监测技术领域，特别涉及一种海面油膜厚度测量系统。
背景技术：
海面油膜厚度测量在环境保护、化工分析、油膜动力学研究等领域中均有应用，对于海上溢油事故有着重要意义，为溢油治理提供有效合理的指导，为理解油层扩展动力学的基本理论提供重要的科学依据。目前已提出并用于海面的不同油品和不同油膜厚度测量的常见装置有以下几种基于红外探测原理研制的油膜厚度传感器，在空中或者利用卫星观测油膜吸收太阳辐射放出热量后在红外成像中呈现的不同状态，测量油膜厚度，不易标定，精度较低；利用测量电阻率方法的油膜厚度测量装置，根据油与水的电导率不同，将电极深入油膜中，到接触油水交界面时，根据转数求出油膜厚度，装置受环境影响较大。基于激光诱发荧光法研制的海面油膜厚度传感器，由空中激光诱导荧光系统发射的紫外激光可以诱发荧光引起拉曼散射，通过分析不同油品的荧光寿命和不同油膜厚度下的光谱强度，可以同时实现油品鉴别和油膜厚度的测量，主要适用于薄油层厚度的测量。基于激光激发超声波原理研制的激光超声遥感测量油膜厚度传感器，利用声脉冲传播经过油层再返回油气界面的时间和在油层中的声波传播速度计算得到油层厚度。这种传感器测量精度高，但体积很大，成本高。

发明内容
本发明目的是解决海面油膜厚度高精度实时测量问题，提供一种海面油膜厚度测
量装置。本发明采用差分激光三角法设计海面油膜厚度测量装置，该装置包括密封的浮标壳体，浮标壳体内设置的光学传感器，以及浮标壳体上设置的采样池；所述的浮标壳体，使本装置可以应用于机载投弃式海面测量海面油膜；包括放置光学传感器的外部壳体，用于传输测量数据到上位机的发射机，为光学传感器提供电力的电源模块以及进行机载投弃时的减速装置。所述的光学传感器，由光路系统和数据采集处理系统组成，用于获取海面油膜上下表面光斑信息；光学传感器中的光路系统包括照明系统，成像系统以及光电检测器件，光路系统用于获取海面油膜上下表面光斑数据，并将光斑数据传入数据采集处理系统；光学传感器中的数据采集处理系统，对光路系统获取的海面油膜上下表面光斑数据进行处理， 得到海面油膜厚度。所述的采样池，放置于密封的浮标壳体中，开有进水口用于采集海面油膜，开有通光窗口配合光学传感器，具有抑波作用。本发明的优点和积极效果本发明具有体积小，可通过机载投弃式对海面油膜进行实时测量，通过浮标在水中的随波性及采样池的抑波效果，减少海面环境对测量结果的影响。本发明利用激光三角法对海面油膜进行测量，原理简单，成本低，同时可以保证测量结果具有较高的精度。


图I是本发明差分激光三角法海面油膜厚度测量装置示意图。图中，I为减速装置，2为发射机及天线，3为上盖，4为浮标壳体，5为采样池，6为光学传感器，7为电源模块，8为下盖，9为光电检测器件，10为成像系统，11为照明系统。
具体实施例方式实施例I :差分激光三角法海面油膜厚度测量装置组成及测量差分激光三角法海面油膜厚度测量装置组成如图I所示，包括光学传感器6，采样池5,浮标壳体4,电源模块7,发射机2。在光学传感器6中，使用红光半导体激光器11作为光源照明，线阵CXD 9作为光电检测器，上光路分辨率可达2. 3 μ m，下光路分辨率可达
3.9 μ m，装置测量范围为0-12mm。具体工作过程为将差分激光三角法海面油膜厚度测量装置密封在浮标壳体4中后放置在水池内，对标准量块进行测量。将标准量块放入采样池5中，开启装置开关后，电源模块7为整个装置上电后，光学传感器6获取标准量块上下表面的光斑信息通过发射机 2传入到上位机中，在上位机中利用软件界面显示量块的厚度。其结果如下表所示单位
权利要求
1.一种海面油膜厚度测量装置，其特征在于该装置包括密封的浮标壳体，浮标壳体内设置的光学传感器，以及浮标壳体上设置的采样池；所述的浮标壳体，使本装置可以应用于机载投弃式海面测量海面油膜；所述的光学传感器，由光路系统和数据采集处理系统组成，用于获取海面油膜上下表面光斑信息；所述的采样池，放置于密封的浮标壳体中，开有进水口用于采集海面油膜，内部开有通光窗口配合光学传感器，具有抑波作用。
2.根据权利要求I所述的海面油膜厚度测量装置，其特征在于所述的光学传感器中的光路系统包括照明系统，成像系统以及光电检测器件，光路系统用于获取海面油膜上下表面光斑信息，并将光斑数据传入数据采集处理系统；所述的光学传感器中的数据采集处理系统，对光路系统获取的海面油膜上下表面光斑信息进行处理，得到海面油膜厚度。
3.根据权利要求I所述的海面油膜厚度测量装置，其特征在于所述的浮标壳体能够应用于机载投弃式测量，包括放置光学传感器的外部壳体，用于传输测量数据到上位机的发射机，为光学传感器提供电力的电源模块以及进行机载投弃时的减速装置。
全文摘要
海面油膜厚度测量装置。该装置包括密封的浮标壳体，浮标壳体内设置的光学传感器，以及浮标壳体上设置的采样池。光学传感器由光路系统和数据采集处理系统组成，用于获取海面油膜上下表面光斑信息，并进行处理得到海面油膜厚度，浮标壳体满足本装置用于机载投弃的需求，采样池具有抑波作用。本装置具有体积小，成本低，精度高的优点，可用于机载投弃式海面油膜实时测量。
文档编号G01B11/06GK102607434SQ20121006003
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月8日 优先权日2012年3月8日
发明者吕且妮, 吴頔, 王春谊, 王晶, 王项南, 葛宝臻 申请人:天津大学