CN205808936U - 一种非接触式海洋溢油监测设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种非接触式海洋溢油监测设备，包括调制光发射部分、调制荧光接收部分和信号处理电路，调制光发射部分、调制荧光接收部分和信号处理电路置于壳体内，调制光发射部分的发射镜头、调制荧光接收部分的接收镜头面向同一个方向，调制光发射部分发出紫外波段光束穿过壳体，光束投射到水面上，激发出的荧光被调制荧光接收部分接收，并由调制荧光接收部分进行光电转换后，发送给信号处理电路。本实用新型所述的一种非接触式海洋溢油监测设备，采用紫外光诱导荧光方法，非接触监测，不需要采集样品进行化学反应，避免了二次污染，同时具有灵敏度高、结构简单、成本低的优点。
Description
技术领域
本实用新型是一种非接触式海洋溢油监测设备，属于海洋探测设备领域。
背景技术
海洋溢油的发生，不但浪费了能源，而且严重的污染了海洋环境，因此对于海洋溢油的实时监测，具有重要的意义。现有的监测方法包括重量法、比浊法、近红外光吸收法等，有些方法涉及萃取、化学反应等，对海洋造成二次污染，有的方法需要接触水面上的油膜，可能引起爆燃。现有的非接触式的紫外荧光法监测装置使用双通道光电倍增管作为探测器，成本较高，结构复杂。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种非接触式海洋溢油监测设备，能够在距离海面一定范围内对海洋溢油情况进行监测。
本实用新型的目的通过以下技术方案来具体实现：
一种非接触式海洋溢油监测设备，包括调制光发射部分、调制荧光接收部分和信号处理电路，调制光发射部分、调制荧光接收部分和信号处理电路置于壳体内，调制光发射部分的发射镜头、调制荧光接收部分的接收镜头面向同一个方向，调制光发射部分发出紫外波段光束穿过壳体，光束投射到水面上，激发出的荧光被调制荧光接收部分接收，并由调制荧光接收部分进行光电转换后，发送给信号处理电路。
调制光发射部分，包含光源、发射滤光片和发射镜头，发射滤光片位于光源的出射方向，发射镜头位于发射滤光片的前方，并且在壳体上开口并安装保护镜，使光源发出来的光线可从保护镜射出。
所述发射滤光片优选为紫外带通滤光片，所述光源优选为脉冲氙灯。
调制荧光接收部分，包括接收镜头、接收滤光片和光电转换板，接收滤光片置于接收镜头的后方，并且接收滤光片的后方安装所述光电转换板，光电转换板包括光电探测器与光电转换电路。接收镜头将目标出的光束接收会聚，荧光接收带通滤光片将包含荧光的光谱通过，会聚光束会聚至光电探测器上，光电探测器实现光电转换，并实现调制荧光信号的采集。
光电探测器优选为硅光电二极管。
接收滤光片优选为荧光接收带通滤光片。
信号处理电路以ARM处理器为核心，优选LPC2468，由模数转换电路、数字信号处理电路、溢油监测算法部分和对外接口组成。数字信号处理电路包括调制荧光信号解调电路、背景信号去除电路及信号滤波电路。溢油监测算法部分判断是否发生溢油并评估污染程度。对外接口采用RS232或无线通信接口。
还包括电源管理器，电源管理器为设备进行供电。
保护镜采用石英保护窗口。
本实用新型所述的一种非接触式海洋溢油监测设备，采用紫外光诱导荧光方法，非接触监测，不需要采集样品进行化学反应，避免了二次污染，同时具有灵敏度高、结构简单、成本低的优点。
附图说明
下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
图1为本实用新型实施例所述一种非接触式海洋溢油监测设备的结构示意图；
图2为本实用新型实施例所述光电转换电路的工作原理示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型实施例所述一种非接触式海洋溢油监测设备，包括调制光发射部分、调制荧光接收部分、信号处理电路三大功能部分，调制光发射部分、调制荧光接收部分和信号处理电路置于壳体1内，调制光发射部分的发射镜头、调制荧光接收部分的接收镜头面向同一个方向，调制光发射部分发出紫外波段光束穿过壳体1，光束投射到水面上，激发出的荧光被调制荧光接收部分接收，并由调制荧光接收部分进行光电转换后，发送给信号处理电路。
调制光发射部分，包含光源、发射滤光片和发射镜头，发射滤光片位于光源的出射方向，发射镜头位于发射滤光片的前方，并且在壳体上开口并安装保护镜，使光源发出来的光线可从保护镜射出。
所述发射滤光片优4选为紫外带通滤光片，所述光源优选为脉冲氙灯7。
调制荧光接收部分，包括接收镜头5、接收滤光片6和光电转换板，接收滤光片置于接收镜头的后方，并且接收滤光片的后方安装所述光电转换板，所述光电转换板包括光电探测器与光电转换电路，光电探测器将接收到的光信号转换为电信号，并传输到光电转换电路进行预处理。接收镜头将目标出的光束接收会聚，荧光接收带通滤光片将包含荧光的光谱通过，会聚光束会聚至光电探测器上，光电探测器实现光电转换，并实现调制荧光信号的采集。
一种非接触式海洋溢油监测设备，具体为外壳1、保护镜2、发射镜头3、发射滤光片4、接收镜头5、接收滤光片6、脉冲氙灯7、光电转换电路8、脉冲氙灯驱动9、信号处理电路10和电源管理电路11。
实施例中，外壳1采用316L不锈钢材料，具有防水、防锈、防爆等功能。
保护镜2采用石英片，可以使发射光和接收光通过。
发射镜头3选用石英镜片，在200nm-400nm范围内有良好的透过率。发射滤光片4为宽带通滤光片，透过率在200nm-400nm内，峰值透过率优于50％，在400nm-1200nm范围内完全截止。接收镜头5采用石英或K9玻璃透镜，在可见光范围内有良好的透过率，接收滤光片6为可见光谱段，可选为400nm-600nm范围，峰值透过率优于50％，在200nm-400nm和600nm-1200nm完全截止。
脉冲氙灯7可选50W脉冲氙灯，可根据需要调节发光频率，实现发射光的调制。
光电探测器选用大面阵硅光电二极管，在400nm-600nm范围内有较高的光电转换效率。
光电转换电路8用来驱动硅光电二极管，将调制的荧光信号转换为电信号，并放大解调。
脉冲氙灯驱动9为脉冲氙灯配套驱动器，用于驱动脉冲氙灯7。
信号处理电路10以ARM处理器为核心，可选用LPC2468。功能包括模数转换、数字信号处理、溢油监测算法、对外接口。模数转换将解调后的荧光电压信号转换为数字信号，经数字信号处理之后，运行溢油监测算法，计算出是否有溢油发生及溢油严重程度，最终通过对外接口如RS232、无线通信接口等实时传递给上位机做进一步应急预警处理。
电源管理器11为脉冲氙灯7、光电转换电路8和信号处理电路10提供相应的电源。
光电转换电路8功能结构框图，如图2所示，设计有脉冲氙灯调制电路，使脉冲氙灯按特定的序列发光，因此得到的荧光信号也是特定的，通过硅光电二极管将荧光信号转换为电流信号，电流/电压转换电路将电流信号转换为电压信号，前置放大电路将荧光电压信号放大，接收信号解调电路将特定序列的荧光信号接收，滤除环境光信号的干扰，最大限度的提高信噪比。
Claims (9)
1.一种非接触式海洋溢油监测设备，包括调制光发射部分、调制荧光接收部分和信号处理电路，其特征在于，调制光发射部分、调制荧光接收部分和信号处理电路置于壳体内，调制光发射部分的发射镜头、调制荧光接收部分的接收镜头面向同一个方向，调制光发射部分发出紫外波段光束穿过壳体，光束投射到水面上，激发出的荧光被调制荧光接收部分接收，并由调制荧光接收部分进行光电转换后，发送给信号处理电路。
2.如权利要求1所述的一种非接触式海洋溢油监测设备，其特征在于，调制光发射部分，包含光源、发射滤光片和发射镜头，发射滤光片位于光源的出射方向，发射镜头位于发射滤光片的前方，并且在壳体上开口并安装保护镜，使光源发出来的光线可从保护镜射出。
3.如权利要求2所述的一种非接触式海洋溢油监测设备，其特征在于，所述发射滤光片为紫外带通滤光片。
4.如权利要求2所述的一种非接触式海洋溢油监测设备，其特征在于，所述光源为脉冲氙灯。
5.如权利要求1所述的一种非接触式海洋溢油监测设备，其特征在于，调制荧光接收部分，包括接收镜头、接收滤光片和光电转换板，接收滤光片置于接收镜头的后方，并且接收滤光片的后方安装所述光电转换板，光电转换板包括光电探测器与光电转换电路。
6.如权利要求5所述的一种非接触式海洋溢油监测设备，其特征在于，光电探测器为硅光电二极管。
7.如权利要求5所述的一种非接触式海洋溢油监测设备，其特征在于，接收滤光片为荧光接收带通滤光片。
8.如权利要求1所述的一种非接触式海洋溢油监测设备，其特征在于，信号处理电路以ARM处理器为核心由模数转换电路、数字信号处理电路、溢油监测算法部分和对外接口组成。
9.如权利要求8所述的一种非接触式海洋溢油监测设备，其特征在于，数字信号处理电路包括调制荧光信号解调电路、背景信号去除电路及信号滤波电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620755646.5U CN205808936U (zh) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | 一种非接触式海洋溢油监测设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620755646.5U CN205808936U (zh) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | 一种非接触式海洋溢油监测设备 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN205808936U true CN205808936U (zh) | 2016-12-14 |
Family
ID=57508471
Family Applications (1)
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| CN201620755646.5U Active CN205808936U (zh) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | 一种非接触式海洋溢油监测设备 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN205808936U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115015194A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-09-06 | 大连海事大学 | 一种浮标式海底电缆绝缘介质泄漏监测系统 |
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2016
- 2016-07-18 CN CN201620755646.5U patent/CN205808936U/zh active Active
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| CN115015194A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-09-06 | 大连海事大学 | 一种浮标式海底电缆绝缘介质泄漏监测系统 |
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