专利名称：一种海面油膜厚度检测系统及检测方法
技术领域：
本发明属于海洋环境检测技术领域，尤其涉及海面油膜检测系统及油膜厚度的检测方法。
背景技术：
随着现代航运业和海洋石油开采业的高速发展，海上溢油事故也是频频发生，溢油对海洋生物的危害也越来越严重。海洋石油运输船舶和海上石油钻井平台的石油泄漏是海洋溢油污染的主要根源，也是海洋污染中影响范围最广，危害时间最长，对生态环境破坏最大的一种。世界各国政府对海上溢油污染对生态环境的巨大破坏作用已经开始重视，并采取积极的应对措施，投入大量的人力财力建立溢油监测系统。虽然近几年海面溢油污染的检测已经取得了一些成就，但对于实现海面溢油油膜厚度的实时、动态、快速的测量，到现在为止还没有一个有效的方法。通过测量海上溢油油膜厚度可为溢油的回收处理，溢油量的估算提供重要的数据依据，结合现在的溢油范围测量方法就可以准确估算溢油数量，对溢油事故的快速反应具有重要意义。对于海上溢油油膜厚度的测量，目前还没有一个切实有效的测量方法，尽管人们提出一些水溶液表面的测量方法，如:利用白光扫描干涉方法测量透明薄膜厚度方法；白光干涉法；激光三角法；但由于受到海上恶劣的环境以及光路分辨率不高导致测量结果有误差的现象。另外现有技术中利用传感器测量油膜厚度，但是这需要有复杂的仪器辅助测量，而且测量方法繁琐，测量中耗费成本较高。

发明内容
根据现有技术存在的问题，本发明公开了海面油膜厚度检测系统，包括:投掷于海面上、对海面油膜样本进行采集和测量油膜厚度的检测装置；对所述检测装置获得的数据进行收集、处理和输出的数据处理装置，所述数据处理装置与远程计算机无线通信；所述检测装置包括底端和顶面开口的圆锥壳体，所述圆锥壳体的顶端具有一与其连通的中空柱体,该中空柱体与所述圆锥壳体的底面垂直；该中空柱体的体积大于圆锥壳体的体积，所述中空柱体的内壁上具有与所述柱体中心轴平行的凹槽I和凹槽II ;所述凹槽I内等距离间隔排列设置有多个端子，所述凹槽II内设置有地线，所述中空柱体的内部设置有与所述中空柱体正截面形状相配合的浮子，所述浮子的两侧边缘固定连接有导电滚珠，所述导电滚珠之间连接有导线，所述导电滚珠分别与地线和端子接触；油膜厚度检测时:将检测装置投掷于海面上，油膜样本和海水经由圆锥壳体进入中空柱体内，所述浮子漂浮在油膜样本上，所述导线、导电滚珠以及端子和地线形成一导通电路，数据处理装置采集到该导电信号并将该导电信号传送至远程计算机，远程计算机检测所在端子的第一 位置；
海水、端子和地线形成另一导通电路，数据处理装置采集到该导电信号并将该导电信号传送至远程计算机，远程计算机检测该导电信号所在端子的第二位置，远程计算机根据第一位置和第二位置之间的距离由圆锥壳体和中空柱体内油膜体积相等计算出油膜厚度。所述数据处理装置包括数据处理单元和数据传输单元；所述数据处理单元将检测装置检测到的油膜厚度数据信息传送至数据传输单元，所述数据传输单元与计算机无线通f目。所述浮子为一与所述中空柱体正截面形状相配合的浮在油膜上表面的浮圈，所述浮圈的最外侧的边缘固定连接有导电滚珠。一种海面油膜厚度检测方法，包括以下步骤:A.将检测装置投掷于海面上，海面油膜样本进入圆锥壳体后再全部进入中空柱体内，中空柱体内上部分是油膜样本，下部分是海水，所述导线、导电滚珠以及端子和地线形成一导通电路，数据处理单元采集到该导电信号并将该导电信号通过数据传输单元传送至远程计算机；B.由于海水导电，海水、导电滚珠以及端子和地线形成另一导通电路，数据处理单元采集到该导电信号并将该导电信号通过数据传输单元传送至远程计算机；C.远程计算机检测到上述两导电信号的第一位置和第二位置，计算机统计第一位置和第二位置之间具有M个端子，设相邻端子之间的距离为L，设浮标壳体的底面积为S2,油膜的厚度为H，中空柱体底面积为S1,则根据浮标壳体和中空柱体内油膜体积相等，计算出海面油膜厚度的计算公式如下:
权利要求
1.一种海面油膜厚度检测系统，其特征在于包括:投掷于海面上、对海面油膜样本进行采集和测量油膜厚度的检测装置(4);对所述检测装置(4)获得的数据进行收集、处理和输出的数据处理装置(3)，所述数据处理装置(3)与远程计算机无线通信； 所述检测装置(4)包括底端和顶面开口的圆锥壳体(2)，所述圆锥壳体(2)的顶端具有一与其连通的中空柱体(1)，该中空柱体(I)与所述圆锥壳体的底面垂直；该中空柱体(I)的体积大于圆锥壳体(2)的体积； 所述中空柱体(I)的内壁上具有与所述柱体中心轴平行的凹槽I (12)和凹槽II (13)； 所述凹槽I (12)内等距离间隔排列设置有多个端子(15)，所述凹槽II (13)内设置有地线(14)，所述中空柱体(I)的内部设置有与所述中空柱体(I)正截面形状相配合的浮子(18)，所述浮子(18)的两侧边缘固定连接有导电滚珠(17)，所述导电滚珠(17)之间连接有导线(16)，所述导电滚珠(17)分别与地线(14)和端子(15)接触； 油膜厚度检测时:将检测装置(4 )投掷于海面上，油膜样本和海水经由圆锥壳体(2 )进入中空柱体(I)内，所述浮子(18)漂浮在油膜样本上，所述导线(16)、导电滚珠(17)以及端子(15)和地线(14)形成一导通电路，数据处理装置(3)采集到该导电信号并将该导电信号传送至远程计算机，远程计算机检测所在端 子(15)的第一位置； 海水、端子(15)和地线(14)形成另一导通电路，数据处理装置(3)采集到该导电信号并将该导电信号传送至远程计算机，远程计算机检测该导电信号所在端子的第二位置，远程计算机根据第一位置和第二位置之间的距离由圆锥壳体(2)和中空柱体(I)内油膜体积相等计算出油膜厚度。
2.根据权利要求1所述的一种海面油膜厚度检测装置，其特征还在于:所述数据处理装置(3)包括数据处理单元(31)和数据传输单元(32);所述数据处理单元(31)将检测装置(4)检测到的油膜厚度数据信息传送至数据传输单元(32 )，所述数据传输单元(32 )与计算机无线通信。
3.根据权利要求1所述的一种海面油膜厚度检测装置，其特征还在于:所述浮子(18)为一与所述中空柱体(I)正截面形状相配合的浮在油膜上表面的浮圈(18)，所述浮圈(18)的最外侧的边缘固定连接有导电滚珠(17)。
4.一种海面油膜厚度检测方法，其特征在于:包括以下步骤: A.将检测装置(4)投掷于海面上，海面油膜样本进入圆锥壳体(2)后再全部进入中空柱体(I)内，中空柱体(I)内上部分是油膜样本，下部分是海水，所述导线(16 )、导电滚珠(17)以及端子(15)和地线(14)形成一导通电路，数据处理单元(31)采集到该导电信号并将该导电信号通过数据传输单元(32)传送至远程计算机； B.由于海水导电，海水、导电滚珠(17)以及端子(15)和地线(14)形成另一导通电路，数据处理单元(31)采集到该导电信号并将该导电信号通过数据传输单元(32)传送至远程计算机； C.远程计算机检测到上述两导电信号的第一位置和第二位置，计算机统计第一位置和第二位置之间具有M个端子(15)，设相邻端子(15)之间的距离为L，设浮标壳体(2)的底面积为S2，油膜的厚度为H，中空柱体(I)底面积为S1，则根据浮标壳体(2)和中空柱体(I)内油膜体积相等，计算出海面油膜厚度的计算公式如下:
全文摘要
本发明公开了一种海面油膜厚度检测系统，利用检测装置将油膜样本采集到圆锥壳体再进入中空柱体内，中空柱体内由导线、导电滚珠、端子和地线形成第一导通电路，海水、端子和地线形成第二导通电路，数据处理装置检测上述两导通电路的信号，并将上述导通电路的导电信号传送至计算机，计算机检测导电信号的位置并根据体积相等计算出海面油膜厚度。本发明公开的海面油膜厚度检测系统及检测方法利用检测装置和数据处理装置方便准确的检测出油膜厚度。
文档编号G01B7/06GK103234448SQ20131014839
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月25日 优先权日2013年4月25日
发明者李颖, 房金彪, 刘瑀, 陈澎, 侯永超 申请人:大连海事大学