一種多通道水面油實時監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實用新型涉及一種多通道水面油實時監(jiān)測裝置，是一種光學(xué)探頭設(shè)備，屬于傳 感器技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在河道、海洋發(fā)生溢油情況后，及時精確的監(jiān)測溢油的程度及溢油種類，是制定溢 油處理應(yīng)急措施的重要依據(jù)。現(xiàn)有的用于溢油定點(diǎn)監(jiān)測的實時監(jiān)測裝置，主要受限于監(jiān)測 方法的單一性，往往采用單個或兩個光電探測器采集一到兩個通道信號，采集的信息量有 限，經(jīng)常會出現(xiàn)誤報警狀況，而且無法實現(xiàn)溢油種類的監(jiān)測。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是提供一種多通道溢油實時監(jiān) 測裝置，能夠?qū)σ缬颓闆r進(jìn)行精確的預(yù)警，并對溢油種類進(jìn)行監(jiān)測。
[0004] 本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案來具體實現(xiàn)：
[0005] -種多通道水面油實時監(jiān)測裝置，包括密封結(jié)構(gòu)的外殼和置于外殼內(nèi)部的激發(fā)光 源通道和多通道熒光接收通道，所述激發(fā)光源通道和所述多通道熒光接收通道指向同一個 方向，并且對應(yīng)所述激發(fā)光源通道的光源投射方向在所述外殼上設(shè)有保護(hù)鏡，對應(yīng)多通道 熒光接收通道接收光線的方向在所述外殼上設(shè)有多通道熒光透鏡。
[0006] 所述激發(fā)光源通道包括保護(hù)鏡、光源透鏡、光源濾光片和寬光譜光源，所述保護(hù) 鏡、光源透鏡、光源濾光片和寬光譜光源按順序同軸布置。
[0007] 優(yōu)選地，還包括光源遮光罩，設(shè)置在所述保護(hù)鏡、光源透鏡、光源濾光片和寬光譜 光源的光軸上。
[0008] 所述多通道熒光接收通道包括多通道熒光透鏡、熒光濾光片組、多光譜探測器驅(qū) 動板和多通道探測器，所述多通道熒光接收通道與所述多通道探測器同軸布置。
[0009] 優(yōu)選地，還包括熒光遮光罩，設(shè)置在所述多通道熒光透鏡和所述多通道探測器之 間。
[0010] 優(yōu)選地，還包括多通道信號處理板，與所述多通道探測器連接。
[0011] 熒光濾光片組和多通道探測器均安裝于多光譜探測器驅(qū)動板上，熒光濾光片組位 于多通道探測器上端，多光譜探測器驅(qū)動板位于多通道熒光透鏡后端。
[0012] 更進(jìn)一步地，還包括電源管理器，所述電源管理器為設(shè)備供電，具體的說是為寬光 譜光源、多光譜探測器驅(qū)動板和多通道信號處理板提供相應(yīng)的電源。
[0013] 所述保護(hù)鏡采用石英片，可以使紫外光譜透過。
[0014] 所述光源透鏡選用石英鏡片，透過率在200nm-400nm范圍內(nèi)。
[0015]所述光源濾光片為寬光譜帶通濾光片，通帶范圍在200nm-400nm內(nèi)，峰值透過率高 于50%，在400nm-1200nm范圍內(nèi)完全截止。
[0016]所述多通道熒光透鏡由多個相同的透鏡組成，可采用石英或K9玻璃透鏡，在可見 光范圍內(nèi)有良好的透過率，透鏡數(shù)量可根據(jù)需求設(shè)置，可設(shè)置為6個，但不限于6個。熒光濾 光片組8由多個不同中心波長的窄帶濾光片組成，濾光片數(shù)量根據(jù)需求設(shè)置，可設(shè)置為6個， 但不限于6個，帶寬選為10nm，中心波長可依次選為400nm，420nm，440nm，460nm，480nm， 500nm，其峰值透過率高于50%。
[0017] 所述多通道探測器由多個相同的探測器組成，探測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。
[0018] 每通道熒光透鏡和濾光片之間安裝熒光遮光罩，防止熒光之間的串?dāng)_。
[0019] 多光譜探測器驅(qū)動，用于對多通道探測器輸出電流信號的預(yù)處理，包括前置放大、 濾波、焚光多光譜電壓信號解調(diào)。
[0020] 多通道信號處理板用于接收多光譜探測器驅(qū)動的模擬電壓信號，通過多通道模數(shù) 轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并經(jīng)數(shù)字信號預(yù)處理，得到熒光多光譜數(shù)據(jù)，根據(jù)多光譜譜型特 征及光譜強(qiáng)度，計算出是溢油發(fā)生程度及溢油種類，最終通過對外接口如RS232、無線通信 接口等實時傳遞給上位機(jī)做進(jìn)一步應(yīng)急預(yù)警處理。
[0021] 電源管理器為寬光譜光源、多光譜探測器驅(qū)動板和多通道信號處理板提供相應(yīng)的 電源。
[0022] 多通道水面油實時監(jiān)測裝置運(yùn)行時，每采集到一次多光譜數(shù)據(jù)，設(shè)為S(n)(n為信 號通道數(shù)，11=1，2,3-），根據(jù)多光譜數(shù)據(jù)計算出信號總強(qiáng)度57 = 2!^丨1(11),當(dāng)信號總強(qiáng)度 超出設(shè)定的閾值時，繼續(xù)根據(jù)光譜形狀信息進(jìn)一步進(jìn)行判定，即：利用信號總強(qiáng)度去除多光 譜數(shù)據(jù)，獲得歸一化的光譜S 7(II) = S(Ii)ZSt,利用光譜匹配算法將歸一化光譜與油熒光曲 線數(shù)據(jù)庫中的光譜進(jìn)行匹配，當(dāng)與庫中某種油的相似度高于設(shè)定的值時，判定發(fā)生了溢油 并輸出溢油種類，否則認(rèn)為沒有發(fā)生溢油。其中，光譜匹配算法優(yōu)選信息離散-光譜角度匹 配算法。
[0023] 本實用新型所述的一種多通道水面油實時監(jiān)測裝置，采用探測水面油熒光光譜方 法，可以剔除水中其他雜質(zhì)的影響，多通道結(jié)構(gòu)的設(shè)計，有利于判斷溢油的種類，精確的預(yù) 警溢油的發(fā)生。
【附圖說明】
[0024] 下面根據(jù)附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0025] 圖1為本實用新型所述一種多通道水面油實時監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0026] 圖中：
[0027] 1、外殼；2、保護(hù)鏡；3、光源透鏡;4、光源濾光片；5、寬光譜光源;6、多通道熒光透 鏡;7、多光譜探測器驅(qū)動板;8、熒光濾光片組;9、多通道探測器；10、多通道信號處理板；11、 電源管理器;12、焚光遮光罩;13、光源遮光罩。
【具體實施方式】
[0028] 本實用新型實施例所述一種多通道水面油實時監(jiān)測裝置，包括密封結(jié)構(gòu)的外殼和 置于外殼內(nèi)部的激發(fā)光源通道和多通道熒光接收通道，所述激發(fā)光源通道和所述多通道熒 光接收通道指向同一個方向，并且對應(yīng)所述激發(fā)光源通道的光源投射方向在所述外殼上設(shè) 有保護(hù)鏡，對應(yīng)多通道熒光接收通道接收光線的方向在所述外殼上設(shè)有多通道熒光透鏡。
[0029] 所述激發(fā)光源通道包括保護(hù)鏡、光源透鏡、光源濾光片和寬光譜光源，所述保護(hù) 鏡、光源透鏡、光源濾光片和寬光譜光源按順序同軸布置。
[0030] 優(yōu)選地，還包括光源遮光罩，設(shè)置在所述保護(hù)鏡、光源透鏡、光源濾光片和寬光譜 光源的光軸上。
[0031] 所述多通道熒光接收通道包括多通道熒光透鏡、熒光濾光片組、多光譜探測器驅(qū) 動板和多通道探測器，所述多通道熒光接收通道與所述多通道探測器同軸布置。
[0032] 優(yōu)選地，還包括熒光遮光罩，設(shè)置在所述多通道熒光透鏡和所述多通道探測器之 間。
[0033] 優(yōu)選地，還包括多通道信號處理板，與所述多通道探測器連接。
[0034] 熒光濾光片組和多通道探測器均安裝于多光譜探測器驅(qū)動板上，熒光濾光片組位 于多通道探測器上端，多光譜探測器驅(qū)動板位于多通道熒光透鏡后端。
[0035]更進(jìn)一步地，還包括電源管理器，所述電源管理器為設(shè)備供電，具體的說是為寬光 譜光源、多光譜探測器驅(qū)動板和多通道信號處理板提供相應(yīng)的電源。
[0036] 如圖1所示，本實用新型實施例