[發(fā)明專(zhuān)利]一種海測(cè)船載海域油污染容積的在線(xiàn)測(cè)量傳感系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910069944.3
• 申請(qǐng)日: 2009-07-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101619961A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭澎;馬魁軍;王平;陳平;賈輝軍;馬玉祥;常勝江;張福海;李國(guó)峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津維普泰克科技發(fā)展有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01B11/00
• 分類(lèi)號(hào): G01B11/00
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王融生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微光電子傳感技術(shù)的兩種互不溶解的液體的體積比測(cè)量，特別涉及一種海測(cè)船載海域油污染容積的在線(xiàn)測(cè)量傳感系統(tǒng)。

背景技術(shù)

將海域油污染的危害降低到最小程度，必須改進(jìn)監(jiān)測(cè)設(shè)備和提高管理水平，一旦發(fā)生石油污染事件，立即啟動(dòng)探測(cè)設(shè)備進(jìn)行定量檢測(cè)，為應(yīng)急方案提供精確的數(shù)據(jù)，近年來(lái)，我國(guó)海岸飽受船舶溢油污染之害，由于缺乏完善的油污染賠償機(jī)制，海域被污染后經(jīng)常處于無(wú)量化索賠的尷尬境地，海事部門(mén)急需測(cè)定海洋石油污染容積的裝備，作為《海域油污染賠償國(guó)際法規(guī)》量化賠償和處理的依據(jù)。國(guó)內(nèi)對(duì)海洋油污染主要采用現(xiàn)代近紅外光譜(NIR)分析技術(shù)，對(duì)溢油進(jìn)行鑒別，運(yùn)用模式識(shí)別等信息處理技術(shù)，計(jì)算其定量值，在線(xiàn)探測(cè)程度低，國(guó)外對(duì)海洋油污染探測(cè)近十年主要集中在以高端微波雷達(dá)測(cè)量其污染的油膜厚度的研究，以此原理構(gòu)成的探測(cè)裝備成本很高。采取衛(wèi)星遙測(cè)評(píng)估計(jì)算污染面積準(zhǔn)確度和精度低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種海測(cè)船載海域油污染容積的在線(xiàn)測(cè)量傳感系統(tǒng)。是一種其成本低和啟動(dòng)及時(shí)等特點(diǎn)可以安裝在各類(lèi)型海測(cè)船上進(jìn)行船載海域油污染的容積探測(cè)系統(tǒng)，相對(duì)于航空遙測(cè)，精確度提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種海測(cè)船載海域油污染容積的在線(xiàn)測(cè)量傳感系統(tǒng)，其特征在于：

微波波源連接耦合器，函數(shù)發(fā)生器連接耦合器，耦合器連接阻抗匹配器；阻抗匹配器連接衰減器；衰減器連接波導(dǎo)腔，波導(dǎo)腔中有介質(zhì)倉(cāng)；波導(dǎo)腔內(nèi)有測(cè)量線(xiàn)，測(cè)量線(xiàn)由可控?cái)?shù)字游標(biāo)控制的4個(gè)光子晶體探針組成；其介質(zhì)倉(cāng)下端部有瀉液閥；由微波波源、耦合器、函數(shù)發(fā)生器、阻抗匹配器、衰減器、波導(dǎo)腔中的介質(zhì)倉(cāng)組成伸縮臂；波導(dǎo)腔內(nèi)的4個(gè)光子晶體探針連接數(shù)字駐波比測(cè)量計(jì)算系統(tǒng)；數(shù)字駐波比測(cè)量計(jì)算系統(tǒng)連接系統(tǒng)控制器；系統(tǒng)控制器控制4個(gè)光子晶體探針的可控?cái)?shù)字游標(biāo)。

其系統(tǒng)控制器為AM系列的嵌入系統(tǒng)。

由微波波源、耦合器、函數(shù)發(fā)生器、阻抗匹配器、衰減器、波導(dǎo)腔和波導(dǎo)腔中的介質(zhì)倉(cāng)組成的伸縮臂放置在Γ型測(cè)量管的豎直管內(nèi)，豎直管內(nèi)有可伸縮臂的齒條，伸縮臂外有與可伸縮臂的齒條配合的可控齒輪。

一種海測(cè)船載海域油污染容積的在線(xiàn)測(cè)量傳感系統(tǒng)的測(cè)量方法：控制伸縮臂的可控齒輪，使Γ型測(cè)量管內(nèi)的伸縮臂探進(jìn)海面，伸縮臂內(nèi)的介質(zhì)倉(cāng)獲取海域油污測(cè)試樣品；微波波源發(fā)出的微波經(jīng)耦合器和函數(shù)發(fā)生器調(diào)制成帶有載波的微波，帶有載波的微波經(jīng)阻抗匹配器和衰減器到達(dá)波導(dǎo)腔和波導(dǎo)腔中的介質(zhì)倉(cāng)，帶有載波的微波經(jīng)介質(zhì)的測(cè)試樣品反射；這時(shí)微波入射波和反射波產(chǎn)生的駐波，再豎直移動(dòng)波導(dǎo)腔內(nèi)的可控?cái)?shù)字游標(biāo)，由可控?cái)?shù)字游標(biāo)上的4個(gè)光子晶體探針獲取微波入射波和反射波產(chǎn)生的駐波的極大值和極小值，再經(jīng)駐波比測(cè)量計(jì)算系統(tǒng)進(jìn)而實(shí)時(shí)計(jì)算其海域油污染已知探測(cè)面元的單位油海水的體積比d，并與測(cè)量油污染面積m的乘積得出海域油污染的體積V。

本發(fā)明效果是：

本發(fā)明提出一種以光子晶體探針的駐波比測(cè)量原理探測(cè)已知測(cè)試面元的海域油污染的體積比d新型的在線(xiàn)介質(zhì)傳感器系統(tǒng)，以該系統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行船載海域油污染的容積的探測(cè)，因其成本低和啟動(dòng)及時(shí)的特點(diǎn)、可以在各類(lèi)型海測(cè)船上安裝，以光子晶體探針的駐波比測(cè)量為原理檢測(cè)已知測(cè)試元面積的海域油污染油水體積比的在線(xiàn)介質(zhì)傳感器系統(tǒng)相對(duì)于航空遙測(cè)，精確度提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

附圖說(shuō)明

圖1是海域油污染測(cè)量的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖2是海域油污染測(cè)量系統(tǒng)的Γ型測(cè)量管內(nèi)的內(nèi)部駐波介質(zhì)傳感器示意圖

圖中：1微波波源，2.耦合器，3.阻抗匹配器，4衰減器，5.波導(dǎo)腔，6.波導(dǎo)腔中的測(cè)量線(xiàn)可控?cái)?shù)字游標(biāo)，7.波導(dǎo)腔中的介質(zhì)倉(cāng)，8.瀉液閥，9.光子晶體探針，10.Γ型測(cè)量管外殼，11.信號(hào)線(xiàn)纜，12.可伸縮臂的齒條，13伸縮臂，14可控齒輪。

具體實(shí)施方式

如圖1、2所示本發(fā)明一種海測(cè)船載海域油污染容積的在線(xiàn)測(cè)量傳感系統(tǒng)，組成如下：

微波波源連接耦合器，函數(shù)發(fā)生器連接耦合器，耦合器連接阻抗匹配器；阻抗匹配器連接衰減器；衰減器連接波導(dǎo)腔，波導(dǎo)腔中有介質(zhì)倉(cāng)；波導(dǎo)腔內(nèi)有測(cè)量線(xiàn)，測(cè)量線(xiàn)由可控?cái)?shù)字游標(biāo)控制的4個(gè)光子晶體探針組成；其介質(zhì)倉(cāng)下端部有瀉液閥；由微波波源、耦合器、函數(shù)發(fā)生器、阻抗匹配器、衰減器、波導(dǎo)腔中的介質(zhì)倉(cāng)組成伸縮臂；波導(dǎo)腔內(nèi)的4個(gè)光子晶體探針連接數(shù)字駐波比測(cè)量計(jì)算系統(tǒng)；數(shù)字駐波比測(cè)量計(jì)算系統(tǒng)連接系統(tǒng)控制器；系統(tǒng)控制器控制4個(gè)光子晶體探針的可控?cái)?shù)字游標(biāo)。其中系統(tǒng)控制器為AM系列的嵌入系統(tǒng)。