[實用新型]現(xiàn)場實時測量海上油膜厚度裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420832491.1
• 申請日: 2014-12-23
• 公開（公告）號: CN204255283U
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李珺;宋永欣;潘新祥
• 申請（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種測量水面油膜厚度裝置，特別是關(guān)于一種現(xiàn)場實時測量海上油膜厚度裝置。

背景技術(shù)

海面上溢油油膜厚度是計算溢油量的必要參數(shù)之一，為溢油的處理和分散劑的用量等，提供合理的指標。

目前，用于海上溢油油膜厚度測量的技術(shù)主要有油色目測法、衛(wèi)星遙感法、光學(xué)遙感法(紅外線遙感法、紫外線遙感法、激光遙感法)和微波遙感法等。

油色目測法是根據(jù)《波恩協(xié)議》油膜色彩與油膜厚度的對應(yīng)關(guān)系并結(jié)合船舶現(xiàn)場的調(diào)查情況來確定。油膜目測法評估中受個人經(jīng)驗的主觀因素影響較大，需要受特殊訓(xùn)練，有經(jīng)驗的人來完成，同時還受不同光線和色彩背景的影響較大，通常認為當油膜厚度超過2.5mm時，難以從外觀上區(qū)分油膜厚度。

衛(wèi)星遙感法是通過衛(wèi)星監(jiān)測海面溢油，利用專業(yè)的圖像處理系統(tǒng)計算出成像時刻的溢油厚度，這種方法具有費用低廉，準確度高的特點，但是這種方法受海洋環(huán)境，天氣狀況等因素的影響嚴重。

光學(xué)遙感法主要是根據(jù)油膜在光譜區(qū)內(nèi)的不同反射、散射、吸收特性將油膜厚度和波譜特征相結(jié)合來確定油膜厚度。目前來講用來探測油膜厚度的光學(xué)遙感技術(shù)主要有紅外遙感法、紫外遙感法和激光遙感法三種。

紅外線遙感法是根據(jù)油膜在一定厚度情況下吸收太陽輻射，并將一部分的輻射能量以熱能的形式釋放出去，厚油膜表現(xiàn)為熱特征，中等厚度油膜表現(xiàn)為冷特征。這種測量方法價格低廉，重量輕，無需對飛機進行加工，但是受天氣狀況、海況的因素影響，并且檢測不到薄油膜的厚度。

紫外線遙感法主要適用于薄油膜的檢測盡管其價格不貴，但是紫外線遙感器容易受外界環(huán)境的影響而產(chǎn)生虛假信息，難以與其他遙感影像配準。

激光遙感法可以全天候、全氣象的進行監(jiān)測，應(yīng)用范圍廣，但是激光傳感器的自身重量很高，價格高昂，限制了這種技術(shù)的推廣。

微波遙感法原理是海洋本身發(fā)射微波輻射，而海面油層會發(fā)射比水體本身更強的微波信號，信號會隨油層的厚度而變化，因此理論上可以用來測量油膜厚度。但是微波遙感器的空間分辨率較低，并且易受周期性影響，一個亮信號往往不止對應(yīng)一個油膜厚度，其實用化還難以實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種遠距離現(xiàn)場實時測量海面溢油的油膜厚度裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案：一種現(xiàn)場實時測量海上油膜厚度裝置，其特征在于：它包括數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)處理單元；所述數(shù)據(jù)采集單元用于采集油膜厚度的電信號，并將其傳送給所述數(shù)據(jù)處理單元；所述數(shù)據(jù)處理單元用于將該電信號放大、濾波，且轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的油膜厚度，并傳送給遠程的附近陸地或者工作船舶，以實現(xiàn)遠距離現(xiàn)場實時測量海面溢油的油膜厚度。

所述數(shù)據(jù)采集單元包括測量浮子、鉑檢測電極、鋅檢測電極和電阻；所述測量浮子采用三角形結(jié)構(gòu)浮子，該三角形結(jié)構(gòu)浮子采用在三腳架的三個角上各自對應(yīng)設(shè)置一球形泡沫浮子；該三角架的中間設(shè)置一套筒，并在該套筒內(nèi)水平間隔相對設(shè)置兩個凸臺，一凸臺上連接所述鉑檢測電極的一端，另一凸臺上連接所述鋅檢測電極的一端；位于所述測量浮子同側(cè)的所述鉑檢測電極的另一端通過柔性導(dǎo)線連接所述電阻的一端，所述鋅檢測電極的另一端通過柔性導(dǎo)線連接所述電阻的另一端。

所述數(shù)據(jù)處理單元包括差分放大器、濾波電路、微處理器、微型信號發(fā)射器、處理浮子和密封保護殼；所述差分放大器的輸入端連接所述電阻的兩端，輸出端連接所述濾波電路，所述濾波電路電連接所述微處理器；所述微處理器輸出端連接所述微型信號發(fā)射器的輸入端；所述電阻、所述差分放大器、所述濾波電路、所述微處理器和所述微型信號發(fā)射器設(shè)置在所述處理浮子同一面的所述密封保護殼內(nèi)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：1、本實用新型基于原電池原理，無需攜帶電源，可長時間自動工作，使用簡單，無需專業(yè)人員操作，不受個人經(jīng)驗問題的影響，設(shè)計合適尺寸的檢測電極，可適用于各種厚度范圍的油膜測量。2、本實用新型使用了隨波性好的三角形結(jié)構(gòu)浮子，使用三個球形泡沫浮子和三角形架固定檢測電極，并設(shè)置套筒減小檢測電極周圍液面的波動情況，降低了海況對檢測的影響。3、本實用新型由于是一種現(xiàn)場的實時測量裝置，不利用光線，受天氣影響較小。4、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，使用方便，可在溢油區(qū)域多處拋設(shè)，提高其測量精確度，使用了差分放大電路和單片機相連的系統(tǒng)，并自帶濾波，可以過濾掉波動產(chǎn)生的虛假信息。5、本實用新型無需使用特殊的配套設(shè)備，一般計算機即可對信號進行分析處理。鑒于以上理由，本實用新型可以廣泛應(yīng)用與各類水面溢油事件中油膜厚度的測量以及海上溢油事件發(fā)生的實時監(jiān)測等領(lǐng)域。

附圖說明