一种非接触式水面浮油监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种非接触式水面浮油监测装置，属于光电传感器技术领域。
【背景技术】
[0002]伴随着人类活动的开展，各种水面漏油事件接连不断，漏油会漂浮于水面，不但会给社会带来巨大的经济损失，还会带来不可估量的环境和生态影响。尽管有各种防止水面漏油的准备，由于漏油事件的不可预知性和瞬时性，如何在第一时间确定漏油事件的发生仍然是防止危害扩散的最有效方法。
[0003]在各种水面浮油监测技术中，最关键的就是能够低成本、实时、非接触、高可靠性的探测水面浮油的存在。紫外光诱导荧光是一种高灵敏度的非接触式水面浮油探测方法。向水面发射短波长的光束，当水面存在含有多环芳香烃的油类物质时会激发出波长更长的荧光，通过对荧光的探测可实现水面浮油的探测。
[0004]现有的基于紫外光诱导荧光进行水面浮油探测的技术中，采用激光雷达探测的方法虽然具有很高的灵敏度，但是结构非常复杂，成本很高，无法在多个固定点布置并进行连续监测，同时还存在激发波长有限，探测虚警率高的缺点。
[0005]采用激光诱导荧光并用光谱仪采集荧光连续光谱进行水面浮油监测虽然具有较好的识别能力，但存在光谱仪灵敏度低、成本高的缺点，难以大范围推广。
[0006]近年来出现了以窄带紫外LED作为激发光源进行水面浮油探测的设备，但是由于目前大功率的紫外LED仅有365nm波长，对原油等重油探测时效果较好，对于轻质油探测时效果不佳，并且由于激发光源波长有限，探测波段仅有一个，使得虚警率高，对水面漂浮的其它会产生荧光的物质难以区别。
【实用新型内容】
[0007]为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种非接触式水面浮油监测装置，具有低成本、非接触、实时监测、虚警率低的优点，可定点安置，适于大范围推广。
[0008]本实用新型的技术方案是:
[0009]—种非接触式水面浮油监测装置，包括紫外宽光谱光源、滤光片、滤光片转轮、发射镜头、接收镜头、多光谱探测器和控制与信号处理器，其中所述紫外宽光谱光源、滤光片和发射镜头组成发射光路，所述接收镜头、多光谱探测器组成接收光路，所述滤光片在滤光片转轮驱动下旋转，所述滤光片转轮、紫外宽光谱光源和多光谱探测器与所述控制与信号处理器连接。
[0010]紫外宽光谱光源发出宽光谱紫外光，宽光谱紫外光束经滤光片后只有所需谱段透过，再经过发射镜头投射到被监测水面区域，接收镜头接收被激发的荧光信号并会聚到多光谱探测器上，控制器同步控制光源和探测器，采集光电探测器信号并进行处理，判断是否有浮油存在。
[0011]所述紫外宽光谱光源光谱辐射至少覆盖200?400nm光谱范围，紫外宽光谱光源优选脉冲氙灯光源。
[0012]所述滤光片包括通带为200?400nm的一片宽带滤光片、以及通带在200?400nm范围的多片窄带滤光片。预警模式下，滤光片固定在200?400nm位置，判断模式下其他几种滤光片顺序更换使用。
[0013]所述多光谱探测器为感光面镀窄带滤光膜的光电二极管阵列，通带覆盖400?700nm范围。
[0014]所述发射镜头采用能透过200?400nm光的单透镜，优选为平凸熔石英透镜。通过单透镜焦距的选择控制投射到水面的距离和光斑大小。
[0015]所述接收镜头采用能透过400?700nm光的单透镜，优选为平凸K9玻璃透镜。通过选择合适的单透镜焦距将光斑区域的光会聚到多光谱探测器感光面上。
[0016]所述控制与信号处理器协调紫外宽光谱光源、探测器及滤光片转轮工作，包括紫外宽光谱光源驱动、多光谱探测器驱动、滤光片转轮控制、信号预处理、光谱数据处理、对外接口。控制与信号处理器通过对紫外宽光谱光源、滤光片转轮、多光谱探测器的同步控制，实现浮油荧光光谱数据的获取，进一步通过数据处理得出是否有浮油的结果，通过对外接口如无线通信接口传输到上位机。
[0017]—种非接触式水面浮油监测方法，采用紫外宽光谱光源，宽光谱光束经滤光片过滤后由发射镜头投射到被监测水面区域，通过更换滤光片获得多种光谱的激发光源，从而激发出多种不同的荧光光谱。
[0018]激发荧光采用多光谱探测器接收，通过分析采集的多光谱荧光信息判断水面油的存在。
[0019]分预警和判断两种工作模式，预警模式下，选择宽带带通滤光片，在没有荧光信号时保持固定，当出现荧光信号时，采用判断模式，更换多个滤光片，采集不同激发光源下的多光谱荧光信号，利用多个数据进行判断，降低虚警率。
[0020]本实用新型的有益效果是采用多光谱光源和多光谱探测器，并通过两种工作模式使得虚警率降到最低；并同时具有低成本、非接触和实时监测的优点。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型所述一种非接触式水面浮油监测装置原理图。
[0022]图中:
[0023]1为宽光谱光源，2为滤光片，3为发射镜头，4为激发光光束，5为待测水面，6为激发的荧光光束，7为接收镜头，8为多光谱探测器，9为控制与信号处理器，10为滤光片转轮。
[0024]图2为多光谱探测器的滤光膜通带曲线。
[0025]图3为控制与信号处理器功能框图。
[0026]图4为水面浮油监测装置工作流程图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本实用新型的技术方案进行具体阐述，需要指出的是，本实用新型的技术方案不限于实施例所述的实施方式，本领域的技术人员参考和借鉴本实用新型技术方案的内容，在本实用新型的基础上进行的改进和设计，应属于本实用新型的保护范围。
[0028]如图1-4所示，本实用新型实施例所述的一种非接触式水面浮油监测装置，包括紫外宽光谱光源、滤光片、滤光片转轮、发射镜头、接收镜头、多光谱探测器和控制与信号处理器，其中所述紫外宽光谱光源、滤光片和发射镜头组成发射光路，所述接收镜头、多光谱探测器组成接收光路，所述滤光片在滤光片转轮驱动下旋转，所述滤光片转轮、紫外宽光谱光源和多光谱探测器与所述控制与信号处理器连接。
[0029]紫外宽光谱光源发出宽光谱紫外光，宽光谱紫外光束经滤光片后只有所需谱段透过，再经过发射镜头投射到被监测水面区域，接收镜头接收被激发的荧光信号并会聚到多光谱探测器上，控制器同步控制光源和探测器，采集光电探测器信号并进行处理，判断是否有浮油存在。
[0030]所述紫外宽光谱光源光谱辐射至少覆盖200?400nm光谱范围，紫外宽光谱光源优选脉冲氙灯光源。
[0031]所述滤光片包括通带为200?400nm的一片宽带滤光片、以及通带在200?4