一种低功耗海洋溢油实时监测设备的制造方法

文档序号:10035327阅读:259来源:国知局
一种低功耗海洋溢油实时监测设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型是一种低功耗海洋溢油实时监测设备,属于光电工程技术领域。
【背景技术】
[0002]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。现有的紫外荧光法监测装置主要采用大功率的氙灯作为紫外激发光源,功耗较高,需要额外的光源滤光片,且光源寿命短,需要不定期更换,维护成本高。
【实用新型内容】
[0003]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低功耗海洋溢油实时监测设备,能够在距离海面一定范围内对海洋溢油情况进行监测。
[0004]本实用新型的目的通过以下技术方案来具体实现:
[0005]—种低功耗海洋溢油实时监测设备,包括激发光源部分、荧光接收解调部分和信号处理电路,其特征在于,激发光源部分、荧光接收解调部分和信号处理电路置于壳体内,激发光源部分的发射镜头、荧光接收解调部分的接收镜头面向同一个方向,激发光源部分发出调制的紫外波段光束,紫外波段光束激发的荧光被荧光接收解调部分接收并进行光电转换,将解调的电信号发送至信号处理电路。
[0006]进一步的,激发光源部分,包括窄光谱光源、光源驱动和发射镜头;
[0007]窄光谱光源与光源驱动连接,将一定带宽的调制光束通过与所述窄光谱光源连接的发射镜头投射到被测目标处。
[0008]进一步的,荧光接收解调部分,包括接收镜头、荧光接收带通滤光片、光电探测器和电信号预处理板;
[0009]荧光接收带通滤光片置于接收镜头的后方,并且荧光接收带通滤光片的后方安装所述光电探测器,光电探测器位于电信号预处理板上。
[0010]进一步的,光电探测器为硅光电二极管。
[0011]进一步的,窄光谱光源为可调节发光频率的UV LED光源。
[0012]进一步的,荧光接收带通滤光片为可见光谱段荧光接收带通滤光片。
[0013]进一步的,电信号预处理板包括光电二极管PD、LED调制电路、电流/电压转换电路、调制信号放大电路和信号解调电路;
[0014]电流/电压转换电路将光电二极管输出的电流信号转换为电压信号,LED调制电路使LED按照特定的频率发光,调制信号放大电路将LED调制电路调制激发的荧光电压信号放大,信号解调电路将特定频率的荧光信号接收。
[0015]进一步的,信号处理电路以DSP处理器为核心,包括模数转换电路、对外接口等。在DSP中进行数字信号预处理、运行溢油监测算法。
[0016]模数转换电路将解调后的荧光电压信号转换为数字信号,经数字信号预处理之后,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,最终通过对外接口传递至上位机。
[0017]进一步的,所述对外接口包括RS232或无线通信接口。
[0018]进一步的,还包括电源,所述电源用于为该设备供电。
[0019]与现有技术相比,本发明的有益效果是采用窄光谱UV LED光源,具有极低的功耗,光源寿命长,无需不定期更换部件,维护成本低。
【附图说明】
[0020]下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0021]图1为本实用新型实施例所述一种低功耗海洋溢油实时监测设备的结构示意图;
[0022]图2为本实用新型实施例所述光电转换板原理的工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0023]如图1所示,本实用新型实施例所述一种低功耗海洋溢油实时监测设备,包括激发光源部分、荧光接收解调部分和信号处理电路,所述激发光源部分、荧光接收解调部分和信号处理电路9置于壳体I内,激发光源部分的发射镜头5、荧光接收解调部分的接收镜头2面向同一个方向,激发光源部分发出调制的紫外窄波段光束,紫外窄波段光束投射到水面上,激发出的荧光被荧光接收解调部分接收并进行光电转换,将解调的电信号发送至信号处理电路。信号处理部分将电信号进行处理,判断是否有溢油存在。
[0024]外壳I采用316L不锈钢材料,具有防水、防锈、防爆等功能。
[0025]进一步的,激发光源部分,包括窄光谱光源6、光源驱动7和发射镜头5 ;
[0026]发射镜头5选用石英镜片,在200nm?400nm范围内有良好的透过率;光源驱动优选为恒流源驱动,为LED驱动器,用于稳定的驱动LED。
[0027]窄光谱光源与光源驱动连接,将一定带宽的调制光束通过与所述窄光谱光源连接的发射镜头投射到被测目标处。
[0028]光源在调制驱动作用下,能够发射一定带宽的调制光束,投射到被测目标处,可根据需要调节投射距离和投射光斑大小,光源选择窄带宽UV LED0
[0029]UV LED光源6选择窄带大功率LED,可根据需要调节发光频率,实现发射光的调制。
[0030]进一步的,荧光接收解调部分,包括接收镜头2、荧光接收带通滤光片3、光电探测器和电信号预处理板4;
[0031]接收镜头2采用石英或K9玻璃透镜,在可见光范围内有良好的透过率。荧光接收带通滤光片3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。
[0032]荧光接收带通滤光片置于接收镜头的后方,并且荧光接收滤光片的后方安装所述光电探测器,光电探测器位于电信号预处理板上。
[0033]光电传感器位于电信号与处理板上,可选用大面阵娃光电二极管,在400nm?600nm范围内有较高的光电转换效率。电信号预处理板4上的电路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。
[0034]接收镜头将目标处的光束接收会聚,荧光接收带通滤光片将包括荧光的光谱通过,会聚光束会聚至光电光电探测器上,光电探测器实现光电转换,电信号预处理板将接收到的电信号滤波放大并解调,光电探测器优选大面阵硅光电二极管。
[0035]进一步的,光电探测器为硅光电二极管。
[0036]进一步的,窄光谱光源为可调节发光频率的UV LED光源。
[0037]进一步的,荧光接收带通滤光片为可见光谱段荧光接收带通滤光片。
[0038]如图2所示,电信号预处理板4包括光电二极管PD、LED调制电路、电流/电压转换电路、调制信号放大电路和信号解调电路;
[0039]其中,设计有LED调制电路,使LED按照特定的频率发光,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,调制信号放大电路将调制的荧光电压信号放大,信号解调电路将特定频率的荧光信号接收,滤除荧光同波长环境光信号的干扰,可以极大的提高信噪比。
[0040]进一步的,信号处理电路9以DSP处理器为核心,可选用TMS320F2812。包括模数转换电路、对外接口等。在DSP中进行数字信号预处理、运行溢油监测算法。
[0041]模数转换电路将解调后的荧光电压信号转换为数字信号,经数字信号预处理之后,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,最终通过对外接口传递至上位机,上位机做进一步应急预警处理。
[0042]进一步的,所述对外接口包括RS232或无线通信接口。
[0043]进一步的,还包括电源8,所述电源用于为该设备供电。
[0044]与现有技术相比,本发明的有益效果是采用窄光谱UVLED光源,具有极低的功耗,光源寿命长,无需不定期更换部件,维护成本低。
【主权项】
1.一种低功耗海洋溢油实时监测设备,包括激发光源部分、荧光接收解调部分和信号处理电路,其特征在于,激发光源部分、荧光接收解调部分和信号处理电路置于壳体内,激发光源部分的发射镜头、焚光接收解调部分的接收镜头面向同一个方向,激发光源部分发出调制的紫外波段光束,紫外波段光束激发的荧光被荧光接收解调部分接收并进行光电转换,将解调的电信号发送至信号处理电路。2.如权利要求1所述的设备,其特征在于,激发光源部分,包括窄光谱光源、光源驱动和发射镜头; 窄光谱光源与光源驱动连接。3.如权利要求1所述的设备,其特征在于,荧光接收解调部分,包括接收镜头、荧光接收带通滤光片、光电探测器和电信号预处理板; 荧光接收带通滤光片置于接收镜头的后方,并且荧光接收带通滤光片的后方安装所述光电探测器,光电探测器位于电信号预处理板上。4.如权利要求3所述的设备,其特征在于,光电探测器为硅光电二极管。5.如权利要求3所述的设备,其特征在于,窄光谱光源为可调节发光频率的UVLED光源。6.如权利要求3所述的设备,其特征在于,荧光接收带通滤光片为可见光谱段荧光接收带通滤光片。7.如权利要求3所述的设备,其特征在于,电信号预处理板包括光电二极管、LED调制电路、电流/电压转换电路、调制信号放大电路和信号解调电路; 电流/电压转换电路将光电二极管输出的电流信号转换为电压信号,LED调制电路使LED按照特定的频率发光,调制信号放大电路将LED调制电路调制激发的荧光电压信号放大,信号解调电路将特定频率的荧光信号接收。8.如权利要求1所述的设备,其特征在于,信号处理电路以DSP处理器为核心,包括模数转换电路、对外接口。9.如权利要求8所述的设备,其特征在于,所述对外接口包括RS232或无线通信接口。10.如权利要求1所述的设备,其特征在于,还包括电源,所述电源用于为该设备供电。
【专利摘要】本实用新型公开一种低功耗海洋溢油实时监测设备,包括激发光源部分、荧光接收解调部分和信号处理电路,其特征在于,激发光源部分、荧光接收解调部分和信号处理电路置于壳体内,激发光源部分的发射镜头、荧光接收解调部分的接收镜头面向同一个方向,激发光源部分发出调制的紫外波段光束,紫外波段光束激发的荧光被荧光接收解调部分接收并进行光电转换,将解调的电信号发送至信号处理电路。本实用新型所述的一种低功耗海洋溢油实时监测设备,采用窄光谱UV?LED光源,具有极低的功耗,光源寿命长,无需不定期更换部件,维护成本低。
【IPC分类】G01N21/64
【公开号】CN204945043
【申请号】CN201520619267
【发明人】潘冬宁, 王新全
【申请人】青岛市光电工程技术研究院
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年8月17日
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