本實用新型屬于光輻射測量技術領域，具體涉及一種多通道液體透射及散射測量裝置。

背景技術：

水對光的吸收和散射造成光在水中的衰減很嚴重。目前關于光在海水介質中傳輸?shù)难芯恐饕捎盟p系數(shù)模型，通過實測得到海水的衰減系數(shù)。但是根據(jù)光傳輸距離的不同，如果要求誤差越小，那么實驗測得不同深度下的衰減系數(shù)值就會越多，這種方法雖較準確但十分不便。

專利201210041509提出了一種分層獲取吸收系數(shù)和散射系數(shù)來計算透過率，再將每一層的透過率相乘得到水體整體透過率的方法。這種方法的不足之處在于，其計算所需的吸收系數(shù)和散射系數(shù)需通過其他途徑獲取而不是實測值，會造成最終結果的較大誤差。

專利201510014182提出一種水下全角度濁度測量方法，通過反光鏡環(huán)將散射到各方向上的光反射到同一個方向上，只需一個光強傳感器即可收集到各個角度的散射光強信號。但這種方法一次只能對一種光源進行測量。

專利2008102195776提出一種廣角水體散射函數(shù)測量裝置，若干個探頭分別安置于一個半圓環(huán)機器半徑的不同位置，可測量與光源夾角0~180°范圍內的透射光和不同方向的散射光，但需要多個探頭，裝置結構復雜。

為了方便實地測量水體對光的透射及散射，不少測量裝置都是浸入式的。專利201410026241提出一種通過減少密封部位而使其長期穩(wěn)定性良好的濁度計，該裝置用光學窗將透射及散射光導向各自的收容空間進行測量，但其測得的散射光只限于和光源垂直的方向。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提出一種可以多通道同時測量水體中光透射率及散射率的裝置。

本實用新型提供的多通道液體透射及散射測量裝置，包括N個單通道圓柱(N≥2，例如可為100≥ N≥2)，所有圓柱并行排列，由外部固定架固定在一起；每個單通道圓柱分為上部的散射光積分室和下部的透射光測量室，兩者之間由不透光隔板隔開，并分別由探測器測量散射光和透射光的強度；所有探測器都通過無線通信模塊與外部的智能終端相連，可以實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的遠程傳輸和處理，多通道同時測量不同波長的光在水體中的透射率及散射率。

本實用新型中，所述單通道圓柱，上部的散射光積分室，其頂部中間設有激光入射口，頂部還設有入水口，散射光積分室底部（即不透光隔板上方位置）設有出水口，內壁涂覆高反射涂層；散射光強探測器設置于散射光積分室側壁（如中部位置）；下部的透射光測量室，其內壁涂覆黑色吸收涂層，透射光強探測器設置于底部；不透光隔板正中開有一小孔，激光入射口、隔板小孔和透射光強探測器位于一條直線上。

本實用新型中，所述單通道圓柱采用耐腐蝕且耐高水壓的材料；圓柱外直徑≤10 cm（例如，5 cm≤外直徑≤10 cm），減少反射光在通道內的多次衰減。

本實用新型中，單通道圓柱的上部散射光積分室和下部透射光測量室的高度比γ=5?20。

本實用新型中，所述散射光積分室內壁涂覆的高反射涂層，涂層材料可為聚四氟乙烯、氧化鎂(MgO)或硫酸鋇(BaSO₄)。所述下部的透射光測量室內壁涂覆的黑色吸收涂層，涂層材料可為黑漆、碳黑、黑硅或納米碳管。

本實用新型中，所述散射光強探測器和透射光強探測器均為帶模數(shù)轉換模塊無線通信模塊的數(shù)字化器件，可將探測的光強數(shù)字化后通過無線通信模塊發(fā)送到智能終端的應用軟件，由此可以計算出散射率和透射率。

本實用新型中，所述入水口和出水口通道中設有雙層網(wǎng)，以減輕水流對透射激光傳播的影響。

本實用新型測量裝置的測量流程為：

a、智能終端的應用軟件通過無線通信方式與探測器連接，確認測量裝置工作正常；

b、將測量裝置放置在空氣中，設單個通道的激光光強為I₀，激光入射測量裝置后，部分在散射光積分室內散射，散射光經(jīng)內壁多次反射，由散射光強探測器測得散射光強I₁；在透射光測量室由透射光強探測器測得透射光強I₂；

c、將測量裝置放置到待測液體中，待測液體通過入水口進入到測量裝置內，等待測液體充滿裝置；

d、測量激光在待測液體中的散射光強及透射光強，得待測液體的散射率和透射率；

e、設測量裝置的激光入射口與透射光強探測器之間的距離l，根據(jù)，可求得待測液體的體積衰減系數(shù)。

本實用新型可以實現(xiàn)多通道同時測量不同波長的光在水體中的透射率及散射率，毋需實用光譜儀，簡單易用，測量結果可靠，可應用于不同水體的測量。

附圖說明

圖1為本實用新型的多通道液體透射及散射測量裝置圖示。

圖2為本實用新型的單通道圓柱結構的剖面圖。

圖中標號：1—激光入射口；2—不透光柱體；3—入水口；4—出水口；5—散射光強探測器；6—透射光強探測器；7—不透光隔板；8—高反射涂層；9—黑色吸收涂層。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。

本實用新型的多通道液體透射及散射測量裝置，包括40個單通道圓柱，所有圓柱并行排列，外部由固定架固定在一起。每個圓柱的激光入射口1與透射光強探測器6之間的距離為l，都是不透光柱體2，每個圓柱由散射光室和透射光室串聯(lián)而成，分別有探頭測量散射光和透射光的強度；探頭都與存儲模塊和數(shù)據(jù)處理模塊相連，可以實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的遠程傳輸。

透射光強探測器6位于圓柱底部正中位置，散射光強探測器5位于側壁。不透光隔板7固定在圓柱下方，擋去幾乎所有散射光，將圓柱分為測量散射光的上部和測量透射光的下部，上下部長度比為9:1。不透光隔板7正中開一小孔，使激光入射口1、小孔和透射光強探測器6位于一條直線上。

進行測量時，首先將測量裝置放置在空氣中，單個通道的激光光強為I₀，從激光入射口1入射裝置后，在散射光積分室內散射，散射光經(jīng)內壁高反射涂層9的多次反射，由散射光強探測器5測得散射光強I₁；在透射光室由透射光強探測器6測得透射光強I₂。

之后將裝置全部浸入于液體中。液體從入水口3流入，出水口4流出。入水口3位于圓柱頂部，出水口4位于圓柱底部；入水口和出水口通道固定有雙層網(wǎng)，以減輕水流對光傳播的影響；激光從激光入射口1射入圓柱中；由透射光強探測器6測量透射光強；由散射光強探測器5測量入射激光在液體中的散射光強。

可得到待測液體的散射率和透射率；根據(jù)，可求得待測液體的體積衰減系數(shù)。

40個單通道圓柱可以同時工作，每個圓柱入射不同的激光，進行多通道的液體透射及散射測量。