CN102853906B - 水下环境光原位测量装置 - Google Patents
水下环境光原位测量装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102853906B CN102853906B CN201210096140.4A CN201210096140A CN102853906B CN 102853906 B CN102853906 B CN 102853906B CN 201210096140 A CN201210096140 A CN 201210096140A CN 102853906 B CN102853906 B CN 102853906B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- light collector
- controller
- spherical structure
- measurement device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
本发明公开了一种水下环境光原位测量装置，包括有光电探测器、控制器、具有球形结构外壳的光收集器、基座、联网主机，光电探测器置于光收集器的球形结构外壳内，光收集器的球形结构外壳的内表面涂有漫反射涂层，光收集器置于基座上，基座的下方设有防水接插件，控制器包括有电源供电模块、信号采集模块、数字控制模块和显示输出模块，光电探测器的信号输出端与控制器的信号采集模块连接，信号采集模块的信号输出端接入数字控制模块的单片机，单片机外接显示输出模块，单片机还通过串口与联网主机通信连接。本发明从任何方向投射进来的光线在内部空间都会形成均匀的辐射，具有单机运行和网络运行两种工作模式，还能够适用于水下和陆地空间不同所需环境中的测量。
Description
技术领域
本发明涉及环境光学测量技术领域，具体涉及一种水下环境光原位测量装置。
背景技术
光合有效辐射(Photosynthetically Active Radiation——PAR),是指能被绿色植物用来进行光合作用波长为400nm~700nm范围的光，它是形成植物能量的基本能源，直接影响着植物的生长、发育、产量及产品质量。目前已有测量环境光的仪表大都只能在陆地空间测量，能进入水下环境原位测量的仪器很少，并且都是只能测量180度半空间立体角范围内的光，且大角度测量更是误差很大，而自然环境中除了有日照辐射外，还有周围环境形成的漫反辐射，这些光辐射对植物都是有影响的。现有辐射测量仪表受自然环境因素影响大，可靠性差、测量精度不高、环境光的空间接收角度小，使得使用范围和领域受到限制。
发明内容
针对现有环境光测量仪在测量光合有效辐射方面所存在的问题与不足，本发明提供了一种能够适用于水下和陆地空间不同所需环境的测量，满足科研和生产需求的采用球形结构外壳作为光收集器的水下环境光原位测量装置。
本发明采用的技术方案是：
水下环境光原位测量装置，包括有光电探测器、控制器，其特征在于：还包括有具有球形结构外壳的光收集器、基座、联网主机，光电探测器置于光收集器的球形结构外壳内，光收集器的球形结构外壳的内表面涂有漫反射涂层，所述的光收集器置于基座上，光收集器的球形结构外壳与基座之间开有通孔，基座的下方设有防水接插件，所述的控制器包括有电源供电模块、信号采集模块、数字控制模块和显示输出模块，数字控制模块的主控单元为单片机，电源供电模块分别为信号采集模块、数字控制模块、显示输出模块供电，光电探测器的信号输出端穿过通孔通过防水接插件与控制器的信号采集模块连接，信号采集模块的信号输出端接入数字控制模块的单片机，单片机外接显示输出模块，单片机还通过串口与联网主机通信连接。
所述的控制器为手持显示控制器，控制器还包括有一个壳体，电源供电模块、信号采集模块、数字控制模块、显示输出模块置于壳体内，壳体上开有一个条形槽，显示控制模块的显示屏嵌在条形槽中。
所述的光收集器的球形结构外壳的材料为聚甲基丙烯酸甲酯（简称PMMA）。
所述的光收集器的球形结构外壳内表面的漫反射涂层的材料采用聚四氟已烯悬浮树脂。
本发明的原理是：
本发明是采用一种具有球形结构外壳的光收集器，光收集器采用聚甲基丙烯酸甲酯（简称PMMA）为材料，对光收集器内表面进行漫反射涂层处理，漫反射涂层采用聚四氟已烯悬浮树脂为材料，当光辐射进入光收集器后会在内部形成漫反射体。因此，从任何方向投射来的光线进入这个光收集器后在内部空间都会形成均匀的漫反辐射，从而能够让置于内部的光电探测器对大角度入射的光辐射也有很好的响应，提高了测量仪的角度响应特性。光电探测器的光探头接收的光辐射经光电探测转换后的电信号传输至控制器的数字控制模块。为了满足科研和生产需求，水下环境光原位测量装置设计有两种工作模式：单机运行模式和网络运行模式；在单机运行模式下，可作为便携式测量设备，测量结果直接由手持显示控制器的显示输出模块显示给出；在网络运行模式下，测量结过通过串口上传至控制室内的联网主机，联网主机通过串行口与监测系统进行通讯。
与现有环境光测量仪表相比，本发明的有益效果在于：
1)本发明的光收集器采用球壳形结构设计，内部表面进行漫射涂层处理，实现了对空间环境光的大角度收集，使测量具有良好的稳定性和角度响应特性；
2)、本发明具有单机运行和网络运行两种模式，可以满足不同条件和要求下的应用；
3)、本发明工作温度范围宽、接收光辐射角度大，能够快速、实时、在线自动准确测量，能够适用于水下和陆地空间不同所需环境的测量，满足科研和生产需求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的光收集器、基座、防水接插件的结构示意图。
图3为本发明的控制器的结构框图。
图4为本发明的一个实施例的角度响应特性示意图。
图5为本发明的一个实施例的接收光信号与输出电信号关系曲线图。
具体实施方式
如图1-3所示，水下环境光原位测量装置，包括有光电探测器、控制器1、具有球形结构外壳的光收集器2、基座4、联网主机3，光电探测器置于光收集器2的球形结构外壳内，光收集器2的球形结构外壳的内表面涂有漫反射涂层，光收集器2置于基座4上，光收集器2的球形结构外壳与基座4之间开有通孔，基座4的下方设有防水接插件5，控制器1包括有电源供电模块6、信号采集模块7、数字控制模块8和显示输出模块9，数字控制模块8的主控单元为单片机，电源供电模块6分别为信号采集模块7、数字控制模块8、显示输出模块9供电，光电探测器的信号输出端穿过通孔通过防水接插件5与控制器1的信号采集模块7连接，信号采集模块7的信号输出端接入数字控制模块8的单片机，单片机外接显示输出模块9，单片机还通过串口与联网主机3通信连接。
控制器1为手持显示控制器，控制器1还包括有一个壳体，电源供电模块、信号采集模块、数字控制模块、显示输出模块置于壳体内，壳体上开有一个条形槽，显示控制模块的显示屏10嵌在条形槽中。
光收集器2的球形结构外壳的材料为聚甲基丙烯酸甲酯（简称PMMA）。
光收集器2的球形结构外壳内表面的漫反射涂层的材料采用聚四氟已烯悬浮树脂。
如图1所示，单机运行模式下，光收集器内的光电探测器通过防水接插件与手持显示控制器相连。在网络运行模式下，通过串口让手持显示控制器与联网主机之间传输数据。
实施例：利用发明的水下环境光原位测量装置在水下环境中对环境光进行测量，测量的结果如图4和图5所示。
结果表明：①、本发明的水下环境光原位测量装置有很好的角度响应特性；②、接收的光辐射信号与输出的电信号之间有很好的线性关系。
水下环境光原位测量装置主要就是用于测量水生环境中的光合有效辐射，不同深度的水下环境光照强度对水生生物群种分布有直接影响，原位准确撑握水下环境光信息，对研究湖泊和水库内共生藻类植物的生长规律，实现蓝藻水华预测预警具有重要意义。
Claims (3)
1.一种水下环境光原位测量装置，包括有光电探测器、控制器、具有球形结构外壳的光收集器，其特征在于：还包括基座、联网主机，光电探测器置于光收集器的球形结构外壳内，光收集器的球形结构外壳的内表面涂有漫反射涂层，所述的光收集器置于基座上，光收集器的球形结构外壳与基座之间开有通孔，基座的下方设有防水接插件，所述的控制器包括有电源供电模块、信号采集模块、数字控制模块和显示输出模块，数字控制模块的主控单元为单片机，电源供电模块分别为信号采集模块、数字控制模块、显示输出模块供电，光电探测器的信号输出端穿过通孔通过防水接插件与控制器的信号采集模块连接，信号采集模块的信号输出端接入数字控制模块的单片机，单片机外接显示输出模块，单片机还通过串口与联网主机通信连接。
2.根据权利要求1所述的水下环境光原位测量装置，其特征在于：所述的控制器为手持显示控制器，控制器还包括有一个壳体，电源供电模块、信号采集模块、数字控制模块、显示输出模块置于壳体内，壳体上开有一个条形槽，显示控制模块的显示屏嵌在条形槽中。
3.根据权利要求1所述的水下环境光原位测量装置，其特征在于：所述的光收集器的球形结构外壳的材料为聚甲基丙烯酸甲酯（简称PMMA）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210096140.4A CN102853906B (zh) | 2012-04-01 | 2012-04-01 | 水下环境光原位测量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210096140.4A CN102853906B (zh) | 2012-04-01 | 2012-04-01 | 水下环境光原位测量装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102853906A CN102853906A (zh) | 2013-01-02 |
| CN102853906B true CN102853906B (zh) | 2014-09-10 |
Family
ID=47400695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210096140.4A Active CN102853906B (zh) | 2012-04-01 | 2012-04-01 | 水下环境光原位测量装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102853906B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103512654B (zh) * | 2013-09-13 | 2015-04-22 | 中国水产科学研究院东海水产研究所 | 一种全方位环境光采集装置以及鱼类放流标志 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201378079Y (zh) * | 2009-05-05 | 2010-01-06 | 中国科学院南海海洋研究所 | 一种水色高光谱辐射实时观测系统 |
| CN201444154U (zh) * | 2009-01-23 | 2010-04-28 | 祝明 | 可水上定位或巡航的智能监控检测系统 |
| CN201583277U (zh) * | 2009-12-31 | 2010-09-15 | 陈锦哲 | 球漂式太阳能海啸水灾水情监测装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1114450A (ja) * | 1997-06-20 | 1999-01-22 | Toshiba Corp | レーザ出力測定器 |
| US8493560B2 (en) * | 2010-08-09 | 2013-07-23 | Polytechnic Institute Of New York University | Plasmonic enhancement of whispering gallery mode biosensors |
-
2012
- 2012-04-01 CN CN201210096140.4A patent/CN102853906B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201444154U (zh) * | 2009-01-23 | 2010-04-28 | 祝明 | 可水上定位或巡航的智能监控检测系统 |
| CN201378079Y (zh) * | 2009-05-05 | 2010-01-06 | 中国科学院南海海洋研究所 | 一种水色高光谱辐射实时观测系统 |
| CN201583277U (zh) * | 2009-12-31 | 2010-09-15 | 陈锦哲 | 球漂式太阳能海啸水灾水情监测装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JP特开平11-14450A 1999.01.22 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102853906A (zh) | 2013-01-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102213615B (zh) | Led光学参数综合测试装置 | |
| CN104777108B (zh) | 一种叶绿素含量的检测装置及方法 | |
| CN204831196U (zh) | 一种便携式宽光谱多光轴平行检校装置 | |
| CN104316468A (zh) | 多功能地物样品光谱全向测量系统 | |
| CN103149162B (zh) | 基于主动光源的便携式作物生长信息监测仪 | |
| CN103616567A (zh) | 一种多通道微波辐射测量装置 | |
| CN203502345U (zh) | 群体叶绿素实时监测系统 | |
| CN103674855A (zh) | 一种用于作物生长信息监测的光路系统 | |
| CN112798558A (zh) | 一种自动调焦激光气体遥测装置 | |
| ES2628597T3 (es) | Reflectómetro portátil y método de caracterización de espejos de centrales termosolares | |
| CN204666190U (zh) | 一种饮用水水源水质监测系统 | |
| CN103344645A (zh) | 多通道窄波段波谱反照率测量装置 | |
| CN102175653A (zh) | 一种测量不同植被冠层下太阳直射辐射透过率传感器装置 | |
| CN102853906B (zh) | 水下环境光原位测量装置 | |
| CN204462021U (zh) | 荧光分析仪 | |
| CN109490221A (zh) | 水体表观光谱测量装置及其测量方法 | |
| CN108827462A (zh) | 辐照度探头和光学测量系统 | |
| CN202661249U (zh) | 一种半球积分球测量装置 | |
| CN206038536U (zh) | 一种用于多角度探测叶绿素荧光和光化学植被指数的装置 | |
| CN204115875U (zh) | Led波长测试治具 | |
| CN203705343U (zh) | 一种海洋叶绿素荧光原位监测仪 | |
| CN206258139U (zh) | 基于物联网的电子生产车间环境综合管理平台 | |
| CN103471817A (zh) | 一种多场空间光度分布快速测量装置与方法 | |
| CN209446763U (zh) | 一种无人机的超声定位装置 | |
| CN203396709U (zh) | 一种多通道窄波段波谱反照率测量装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |