專利名稱:測量海平面漏油厚度的測量儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種測量海平面漏油厚度的測量儀，包括：飛秒激光器，設(shè)于海平面上方，用于產(chǎn)生飛秒激光；太赫茲發(fā)生裝置，設(shè)于海平面上方，用于經(jīng)所述飛秒激光照射，產(chǎn)生太赫茲波并向海平面油層照射；浮力平臺，用于支撐所述測量儀浮于海平面；太赫茲反射鏡，耦合于所述浮力平臺上并位于油水界面，用于對經(jīng)海平面油層傳輸后的太赫茲波進行反射；太赫茲檢測裝置，設(shè)于海平面上方，用于對反射的太赫茲波進行檢測，檢測所得太赫茲波信號用于計算海平面漏油厚度。本實用新型可以有效實現(xiàn)對海平面漏油厚度的測量，同時實現(xiàn)起來比較簡單，體積小，且速度快，準確性高，并可實現(xiàn)海平面原位測量。
【專利說明】測量海平面漏油厚度的測量儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及測量【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及測量海平面漏油厚度的測量儀。

【背景技術(shù)】
[0002]海洋是生命的搖籃，資源的寶庫，擁有著豐富的生物、礦物、化學、能源、藥物等資源。海上溢油是一種對海洋生態(tài)系統(tǒng)污染破壞大、影響時間長、危害范圍廣的事故災(zāi)害。盡早的發(fā)現(xiàn)并追蹤溢油事故的發(fā)生和運動軌跡可以幫助應(yīng)急部門做出準確及時的預(yù)案，減小污染危害。而且不同厚度的油層所使用的清除方法是不同的，因此，及時發(fā)現(xiàn)油層，實時監(jiān)測油層厚度是一個重要的研宄課題。目前現(xiàn)有技術(shù)中還沒有能夠有效測量海平面漏油厚度的技術(shù)方案。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型實施例提供一種測量海平面漏油厚度的測量儀，用以有效實現(xiàn)對海平面漏油厚度的測量，該測量儀包括:
[0004]飛秒激光器，設(shè)于海平面上方，用于產(chǎn)生飛秒激光；
[0005]太赫茲發(fā)生裝置，設(shè)于海平面上方，用于經(jīng)所述飛秒激光照射，產(chǎn)生太赫茲波并向海平面油層照射；
[0006]浮力平臺，用于支撐所述測量儀浮于海平面；
[0007]太赫茲反射鏡，耦合于所述浮力平臺上并位于油水界面，用于對經(jīng)海平面油層傳輸后的太赫茲波進行反射；
[0008]太赫茲檢測裝置，設(shè)于海平面上方，用于對反射的太赫茲波進行檢測，檢測所得太赫茲波信號用于計算海平面漏油厚度。
[0009]一個實施例中，所述的測量儀還包括:
[0010]電機，連接于所述太赫茲反射鏡，用于在海平面油層厚度大于設(shè)定厚度時，帶動所述太赫茲反射鏡上升設(shè)定距離。
[0011]一個實施例中，所述的測量儀還包括:
[0012]太赫茲傳輸裝置，設(shè)于海平面上方，用于在所述太赫茲發(fā)生裝置、海平面油層和太赫茲檢測裝置之間傳輸太赫茲波。
[0013]—個實施例中，所述太赫茲傳輸裝置包括太赫茲親合器和太赫茲光纖，所述太赫茲耦合器用于將太赫茲波耦合至太赫茲光纖中，所述太赫茲光纖用于傳輸太赫茲波。
[0014]一個實施例中，所述的測量儀還包括:
[0015]控制分析裝置，連接于所述太赫茲檢測裝置，用于利用檢測所得太赫茲波信號計算海平面漏油厚度。
[0016]一個實施例中，所述控制分析裝置設(shè)顯示屏，所述顯示屏用于顯示檢測所得太赫茲波信號的波形和/或顯示計算所得海平面漏油厚度。
[0017]一個實施例中，所述的測量儀還包括:
[0018]通信接口，連接于所述太赫茲檢測裝置，用于將所述太赫茲檢測裝置檢測所得太赫茲波信號的相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至上位機；和/或，連接于所述控制分析裝置，用于將所述控制分析裝置計算所得海平面漏油厚度的相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至上位機；所述上位機用于對接收的數(shù)據(jù)進行記錄、對比和保存。
[0019]本實用新型實施例的測量海平面漏油厚度的測量儀，能夠有效實現(xiàn)對海平面漏油厚度的測量，同時實現(xiàn)起來比較簡單，體積小，且速度快，準確性高，并可實現(xiàn)海平面原位測量。

【附圖說明】

[0020]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中:
[0021]圖1是本實用新型實施例中測量海平面漏油厚度的測量儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本實用新型實施例中利用測量海平面漏油厚度的測量儀進行海平面漏油厚度測量的一個具體實例圖。

【具體實施方式】
[0023]為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對本實用新型實施例做進一步詳細說明。在此，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。
[0024]為了有效實現(xiàn)對海平面漏油厚度的測量，本實用新型實施例提供一種測量海平面漏油厚度的測量儀。圖1為本實用新型實施例中測量海平面漏油厚度的測量儀的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實用新型實施例中測量海平面漏油厚度的測量儀100可以包括:
[0025]飛秒激光器101，設(shè)于海平面20上方，用于產(chǎn)生飛秒激光；
[0026]太赫茲發(fā)生裝置102，設(shè)于海平面20上方，用于經(jīng)所述飛秒激光照射，產(chǎn)生太赫茲波并向海平面油層21照射；
[0027]浮力平臺103，用于支撐所述測量儀浮于海平面20 ;
[0028]太赫茲反射鏡104，耦合于所述浮力平臺上并位于油水界面，用于對經(jīng)海平面油層21傳輸后的太赫茲波進行反射；
[0029]太赫茲檢測裝置105，設(shè)于海平面20上方，用于對反射的太赫茲波進行檢測，檢測所得太赫茲波信號用于計算海平面漏油厚度。圖1中還示出了太赫茲波的入射平臺22。
[0030]實施時，太赫茲發(fā)生裝置經(jīng)飛秒激光器產(chǎn)生的飛秒激光照射，產(chǎn)生太赫茲波并向海平面油層照射；耦合于浮力平臺上的太赫茲反射鏡對經(jīng)海平面油層傳輸后的太赫茲波進行反射，由于經(jīng)不同厚度油層傳輸后的太赫茲波有不同的吸收度，因此通過對反射的太赫茲波進行檢測，檢測所得太赫茲波信號可以用來依據(jù)吸收度計算海平面漏油厚度，從而實現(xiàn)了對海平面漏油厚度的測量，且實現(xiàn)起來簡單，速度快，結(jié)果準確。
[0031]具體實施時，考慮到油層厚度可能很厚，太赫茲波不一定能完全穿透整個油層，可以在浮力平臺上使用一個電機，該電機連接于太赫茲反射鏡，該電機可以用于在海平面油層厚度大于設(shè)定厚度時，帶動太赫茲反射鏡上升設(shè)定距離，使太赫茲反射鏡到達油層中太赫茲波可穿透的位置進行太赫茲波的反射，從而加大了測量范圍。其中的設(shè)定厚度和設(shè)定距離可以依據(jù)實際情況進行預(yù)設(shè)，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的。
[0032]具體實施時，考慮到太赫茲波在空氣中衰減嚴重，無法長距離傳輸，如圖1所示，可以使用太赫茲傳輸裝置106來傳輸太赫茲波，該太赫茲傳輸裝置可設(shè)于海平面上方，用于在太赫茲發(fā)生裝置、海平面油層和太赫茲檢測裝置之間傳輸太赫茲波。太赫茲發(fā)生裝置和太赫茲檢測裝置通過太赫茲傳輸裝置可以連接成反射式太赫茲時域光譜系統(tǒng)。具體的，該太赫茲傳輸裝置可以包括太赫茲耦合器和太赫茲光纖，其中，太赫茲耦合器用于將太赫茲波耦合至太赫茲光纖中，太赫茲光纖用于傳輸太赫茲波。
[0033]具體實施時，上述測量海平面漏油厚度的測量儀可以向其它設(shè)備提供檢測所得太赫茲波信號，用于計算海平面漏油厚度。如圖1所示，實施例中在測量海平面漏油厚度的測量儀中也可以設(shè)控制分析裝置107，該控制分析裝置連接于太赫茲檢測裝置，用于利用檢測所得太赫茲波信號計算海平面漏油厚度。即，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，測量海平面漏油厚度的測量儀可以自行計算海平面漏油厚度，也可以向其它設(shè)備提供檢測所得太赫茲波信號，由其它設(shè)備實現(xiàn)對海平面漏油厚度的計算。
[0034]控制分析裝置可以是測量海平面漏油厚度的測量儀的控制、數(shù)據(jù)采集和分析中心。具體實施時，利用檢測所得太赫茲波信號計算海平面漏油厚度時，可以根據(jù)太赫茲波信號的時域數(shù)據(jù)T和頻域數(shù)據(jù)F計算油層對太赫茲波的吸收度A，再根據(jù)已知的油層吸收系數(shù)Atl，可計算出油層厚度d = AAtl，這也是本領(lǐng)域技術(shù)人員容易實現(xiàn)的。
[0035]具體實施時，該控制分析裝置還可以設(shè)顯示屏，該顯示屏可以用于顯示檢測所得太赫茲波信號的波形，和/或，顯示計算所得海平面漏油厚度。其中顯示的太赫茲波信號的波形可以是時域和/或頻域波形。
[0036]為了實現(xiàn)對數(shù)據(jù)更為有效的記錄和分析處理，可以由有線或無線外接相應(yīng)的上位機，來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時記錄、對比和保存。即，在一個實施例中，測量海平面漏油厚度的測量儀還可以設(shè)通信接口，連接于太赫茲檢測裝置，用于將太赫茲檢測裝置檢測所得太赫茲波信號的相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至上位機；和/或，連接于控制分析裝置，用于將控制分析裝置計算所得海平面漏油厚度的相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至上位機；上位機用于對接收的數(shù)據(jù)進行記錄、對比和保存。該通信接口可以是有線通信接口中，也可以是無線通信接口。
[0037]圖2為本實用新型實施例中利用測量海平面漏油厚度的測量儀進行海平面漏油厚度測量的一個具體實例圖。如圖2所示，本例中，測量海平面漏油厚度的測量儀包括控制分析裝置，且控制分析裝置設(shè)顯示屏，測量過程中可以包括:
[0038]步驟201、將測量海平面漏油厚度的測量儀放置于海平面上；
[0039]步驟202、調(diào)整浮力平臺，使得浮力平臺上的太赫茲反射鏡上端面在水平面即油水界面處；
[0040]步驟203、打開測量海平面漏油厚度的測量儀的電源開關(guān)，開始采集數(shù)據(jù)；
[0041]步驟204、記錄控制分析裝置顯示屏上顯示的數(shù)據(jù)波形，包括時域數(shù)據(jù)T和頻域數(shù)據(jù)F ;
[0042]步驟205、根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算油層厚度:根據(jù)時域數(shù)據(jù)T和頻域數(shù)據(jù)F計算油層對太赫茲波的吸收度A，再根據(jù)已知的油層的吸收系數(shù)Atl，計算油層厚度d = k/k0。
[0043]綜上所述，本實用新型實施例的測量海平面漏油厚度的測量儀，能夠有效實現(xiàn)對海平面漏油厚度的測量，同時實現(xiàn)起來比較簡單，體積小，且速度快，準確性高，并可實現(xiàn)海平面原位測量。
[0044]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種測量海平面漏油厚度的測量儀，其特征在于，包括: 飛秒激光器，設(shè)于海平面上方，用于產(chǎn)生飛秒激光； 太赫茲發(fā)生裝置，設(shè)于海平面上方，用于經(jīng)所述飛秒激光照射，產(chǎn)生太赫茲波并向海平面油層照射； 浮力平臺，用于支撐所述測量儀浮于海平面； 太赫茲反射鏡，耦合于所述浮力平臺上并位于油水界面，用于對經(jīng)海平面油層傳輸后的太赫茲波進行反射； 太赫茲檢測裝置，設(shè)于海平面上方，用于對反射的太赫茲波進行檢測，檢測所得太赫茲波信號用于計算海平面漏油厚度。2.如權(quán)利要求1所述的測量儀，其特征在于，還包括: 電機，連接于所述太赫茲反射鏡，用于在海平面油層厚度大于設(shè)定厚度時，帶動所述太赫茲反射鏡上升設(shè)定距離。3.如權(quán)利要求1所述的測量儀，其特征在于，還包括: 太赫茲傳輸裝置，設(shè)于海平面上方，用于在所述太赫茲發(fā)生裝置、海平面油層和太赫茲檢測裝置之間傳輸太赫茲波。4.如權(quán)利要求3所述的測量儀，其特征在于，所述太赫茲傳輸裝置包括太赫茲耦合器和太赫茲光纖，所述太赫茲耦合器用于將太赫茲波耦合至太赫茲光纖中，所述太赫茲光纖用于傳輸太赫茲波。5.如權(quán)利要求1至4任一項所述的測量儀，其特征在于，還包括: 控制分析裝置，連接于所述太赫茲檢測裝置，用于利用檢測所得太赫茲波信號計算海平面漏油厚度。6.如權(quán)利要求5所述的測量儀，其特征在于，所述控制分析裝置設(shè)顯示屏，所述顯示屏用于顯示檢測所得太赫茲波信號的波形和/或顯示計算所得海平面漏油厚度。7.如權(quán)利要求5所述的測量儀，其特征在于，還包括: 通信接口，連接于所述太赫茲檢測裝置，用于將所述太赫茲檢測裝置檢測所得太赫茲波信號的相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至上位機；和/或，連接于所述控制分析裝置，用于將所述控制分析裝置計算所得海平面漏油厚度的相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至上位機；所述上位機用于對接收的數(shù)據(jù)進行記錄、對比和保存。
【文檔編號】G01B11-06GK204286367SQ201420681335
【發(fā)明者】寶日瑪, 王金, 吳航, 趙昆 [申請人]中國石油大學(北京)