一種基于紫外誘導(dǎo)熒光探測技術(shù)的溢油監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光電探測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種溢油監(jiān)測裝置，特別是涉及一種基于紫外誘導(dǎo)熒光探測技術(shù)的溢油監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國在沿海海域進(jìn)行油氣開采的進(jìn)程進(jìn)一步加快，各大石油公司紛紛加大對海洋石油的開采力度，海洋對我國能源發(fā)展戰(zhàn)略的作用也越來越大。近年來，我國海上溢油事故不斷發(fā)生，而且逐步升級。作為嚴(yán)重的海洋生態(tài)環(huán)境災(zāi)害之一，溢油不僅給海洋生態(tài)環(huán)境帶來直接影響，也給沿海地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民身體健康帶來巨大危害，因此能否有效處理溢油污染已經(jīng)成為全球關(guān)注并著力解決的問題。
[0003]處理溢油污染的前提是要監(jiān)測到溢油位置、油污類型及污染程度，這些監(jiān)測可以通過溢油監(jiān)測系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的水面溢油監(jiān)測方法主要有濁度法、超聲法、重量法、光散射法、色譜法、非色散紅外吸收法等。上述方法中有些涉及萃取，對環(huán)境造成了二次污染；有些方法靈敏度偏低、操作過程復(fù)雜、檢測成本昂貴且不能進(jìn)行現(xiàn)場測量。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種基于紫外誘導(dǎo)熒光探測技術(shù)的溢油監(jiān)測裝置，使用紫外光源激光熒光，并選擇合適波段范圍內(nèi)的熒光作為水面油膜的探測信號，通過光電器件探測信號強(qiáng)度監(jiān)測水面是否有溢油，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)、快速的水面溢油監(jiān)測且不需要預(yù)先對現(xiàn)場做任何處理，具有較高的油膜探測靈敏度。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0006]一種基于紫外誘導(dǎo)熒光探測技術(shù)的溢油監(jiān)測裝置，其特征在于，所述裝置包括:
[0007]光源，用于發(fā)射紫外光照射在待測目標(biāo)上；
[0008]雙通道光探測器，其中通道一用于監(jiān)測熒光信號，通道二用于監(jiān)測背景信號及噪聲；
[0009]微處理器，用于輸出驅(qū)動(dòng)信號至光源，并接收雙通道光探測器采集到的信息；
[0010]監(jiān)控中心服務(wù)器，與微處理器相連，用于對微處理器輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并發(fā)送控制信號至微處理器。
[0011]所述光源包括有依次連接的氙燈驅(qū)動(dòng)電路、脈沖氙燈、匯聚鏡和光源濾光片，其中脈沖氙燈驅(qū)動(dòng)電路用于接收微處理器的驅(qū)動(dòng)信號。
[0012]所述雙通道光探測器均包括有依次連接的熒光濾光片、光電倍增管、電流/電壓變換器和峰值保持電路，其中峰值保持電路用于將采集的信息輸出至微處理器。
[0013]進(jìn)一步的，所述微處理器通過SPI接口連接有一外設(shè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0014]所述通道一光探測器通過外設(shè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器傳輸信息至微處理器，所述通道二光探測器直接輸出信息至微處理器的內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0015]優(yōu)選的，所述外設(shè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器為16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器為12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0016]進(jìn)一步的，所述監(jiān)控中心服務(wù)器采用以太網(wǎng)接口芯片通過網(wǎng)線與微處理器的輸入
/輸出端連接。
[0017]進(jìn)一步的，所述微處理器還分別連接有一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和一報(bào)警器。
[0018]優(yōu)選的，所述光源發(fā)出的光為200?300nm波長的脈沖紫外光。
[0019]優(yōu)選的，所述光源濾光片為波長為300?400nm帶阻濾光片，能達(dá)到-90dB左右的衰減。
[0020]優(yōu)選的，所述熒光濾波片為波長為300?400nm帶通濾光片。
[0021]本實(shí)用新型的技術(shù)效果為:采用本實(shí)用新型提供的裝置可以方便、快捷的發(fā)現(xiàn)水面上的油跡污染，同時(shí)由于采用雙通道光探測器可以對激發(fā)光源發(fā)出的漏光進(jìn)行采集，并在另一通道光探測器采集到的熒光信號中去除該干擾，從而使對水面油污的監(jiān)測更加準(zhǔn)確。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)原理圖。
[0023]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中的溢油監(jiān)測裝置的硬件結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中光源濾光片透過曲線。
[0025]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中熒光濾光片透過曲線。
[0026]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中紫外光強(qiáng)度和熒光信號強(qiáng)度隨時(shí)間的變化曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0028]實(shí)施例1:
[0029]當(dāng)用一種波長的光(比如紫外光)照射某種物質(zhì)時(shí)，這個(gè)物質(zhì)會(huì)發(fā)射出比照射光波長較長的光(如近紫外或可見光)，這種光就稱為熒光。熒光現(xiàn)象就是一個(gè)能級躍迀的過程。油層有很高的紫外輻射反射，應(yīng)用傳感器可以測出油和水之間輻射溫度的差值，通過技術(shù)處理可以從熱圖像上分析出水面油污染及其分布情況。油膜對紫外光的反射率比海水高
1.2-1.8倍，有較好的亮度反差，在其波長范圍內(nèi)，對厚度小于5um的各種海面油膜敏感。
[0030]本實(shí)施例中控制系統(tǒng)發(fā)送控制信號至光源，發(fā)射紫外光照射在水面上從而激發(fā)熒光，并選擇合適波段范圍內(nèi)的熒光作為水面油膜的探測信號，通過探測系統(tǒng)采集熒光信號強(qiáng)度監(jiān)測水面是否有溢油，如附圖1所示。
[0031]如附圖2所示，本實(shí)施例提出的基于紫外誘導(dǎo)熒光探測技術(shù)的溢油監(jiān)測裝置具體包括:
[0032]光源，用于發(fā)射紫外光照射在待測目標(biāo)上；
[0033]雙通道光探測器，其中通道一用于監(jiān)測熒光信號，通道二用于監(jiān)測背景信號及噪聲；
[0034]微處理器，用于輸出控制信號至光源，并接收雙通道光探測器采集到的數(shù)據(jù)信息;
[0035]監(jiān)控中心服務(wù)器，與微處理器相連，用于對微處理器輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并發(fā)送控制信號至微處理器。
[0036]所述光源包括有依次連接的氙燈驅(qū)動(dòng)電路、脈沖氙燈、匯聚鏡和光源濾光片，其中脈沖氙燈驅(qū)動(dòng)電路用于接收單片機(jī)數(shù)據(jù)處理模塊的控制信號。
[0037]光源中的脈沖氙燈采用HAMAMATSU公司生產(chǎn)的60W系列型號為L7685的脈沖氙燈，另外其附件包括燈頭插座E6647、高壓電源模塊C6096和制冷套件E6611。其窗口材料是藍(lán)寶石，在紫外區(qū)有良好的透過性，單脈沖能量為1J。能夠提供達(dá)數(shù)百赫茲的閃光頻率，具有亮度高，能耗少，體積小等優(yōu)點(diǎn)，以IHz的閃光頻率計(jì)算，可以工作16年。
[0038]由于采用的脈沖氙燈的功率為60W，功耗較高，產(chǎn)熱也比較大，同時(shí)考慮到即使在現(xiàn)場測試中也沒有必要一直閃爍，故氙燈驅(qū)動(dòng)電路采用脈沖控制技術(shù)，設(shè)定一定的占空比來控制氙燈的導(dǎo)通與否。
[0039]所述雙通道光探測器均包括有依次連接的熒光濾光片、光電倍增管、電流/電壓變換器和峰值保持電路，其中峰值保持電路用于將采集的數(shù)據(jù)信息輸出至單片機(jī)數(shù)據(jù)處理豐旲塊。
[0040]所述光探測器中的光電倍增管采用H7826模塊，該模塊采用15V供電，響應(yīng)上升時(shí)間為1.5ns，輸出電流信號且靈敏度可調(diào)，滿足本實(shí)施例采集熒光的需求。
[0041]激發(fā)光波段的選擇通過加濾光片實(shí)現(xiàn)。激發(fā)光源氙燈和被激發(fā)的熒光都是連續(xù)波長的，按熒光檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，需要合適濾光片來選擇波長為200?300nm激發(fā)光和