[發(fā)明專利]水體多波長光學(xué)衰減系數(shù)測量裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810244344.5
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108414464A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃帆;韓捷飛;孫立穎;鄒誠;蔡棟;初寧
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州蛟視智能科技有限公司
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種水體多波長光學(xué)衰減系數(shù)測量裝置，其特征在于，包括非單色光源、多波長探測單元、與所述多波長探測單元連接且?guī)铀龆嗖ㄩL探測單元沿光路移動的移動機(jī)構(gòu)以及與所述多波長探測單元連接的中央處理器，所述多波長探測單元包括至少一個探測器，所述探測器的探測面的尺寸大于所需探測的光斑的尺寸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體多波長光學(xué)衰減系數(shù)測量裝置，其特征在于，所述非單色光源為寬光譜光源，所述寬光譜光源后方設(shè)有旋轉(zhuǎn)濾光片，所述多波長探測單元包括一個多波長探測器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水體多波長光學(xué)衰減系數(shù)測量裝置，其特征在于，所述多波長探測器為彩色CMOS相機(jī)或彩色CCD相機(jī)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水體多波長光學(xué)衰減系數(shù)測量裝置，其特征在于，所述多波長探測器的前方設(shè)有可變光闌。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體多波長光學(xué)衰減系數(shù)測量裝置，其特征在于，所述非單色光源為單色光源陣列，所述多波長探測單元包括與所述單色光源陣列中的單色光源一一對應(yīng)的探測器組成的陣列。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水體多波長光學(xué)衰減系數(shù)測量裝置，其特征在于，所述探測器為照度計或功率計或能量計或單點(diǎn)探測器或面陣探測器。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水體多波長光學(xué)衰減系數(shù)測量裝置，其特征在于，所述探測器為照度計或功率計或能量計，每個所述探測器的前方依次設(shè)有光斑尺寸測量單元和可變光闌，所述光斑尺寸測量單元和可變光闌分別連接至中央處理器。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體多波長光學(xué)衰減系數(shù)測量裝置，其特征在于，所述非單色光源包括單色光源陣列和合光器，所述多波長探測單元包括沿光路依次設(shè)置的旋轉(zhuǎn)濾光片和一個探測器，所述探測器為多波長探測器。

9.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體多波長光學(xué)衰減系數(shù)測量裝置的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1:非單色光源發(fā)出包括多個波長的光束，多波長探測單元分別測量每個波長的光斑的初始參數(shù)信息，該初始參數(shù)信息為初始輻照度值或初始單脈沖能量值或初始輻射功率值或初始信號強(qiáng)度值；

S2:移動機(jī)構(gòu)帶動多波長探測單元沿光路移動一段距離，測量每個波長對應(yīng)距離的輻照度值或單脈沖能量值或輻射功率值或信號強(qiáng)度值，并將該測量數(shù)據(jù)上傳至中央處理器；

S3：重復(fù)步驟S2若干次，針對每個波長得到不少于三組距離與輻照度值或能量值或輻射功率值或信號強(qiáng)度值的測量數(shù)據(jù)；

S4：中央處理器針對每個波長的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到每個波長對應(yīng)的水體的光學(xué)衰減系數(shù)值。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的測量方法，其特征在于，每個波長的光束在水體中的傳播過程滿足下列公式：

P_l＝P₀e^-αl；

M_l＝M₀e^-αl；

S_l＝S₀e^-αl；

脈沖光束在水體中的傳播過程還滿足：E_l＝E₀e^-αl；

其中P₀為光束的初始輻射功率值，l為距離，P_l為光束在水中傳播距離l后對應(yīng)的輻射功率值，α為衰減系數(shù)；M₀為光束的初始輻照度值，M_l為光束在水中傳播距離l后對應(yīng)的輻照度值；S₀為光束的初始信號強(qiáng)度值，S_l光束在水中傳播距離l后對應(yīng)的信號強(qiáng)度值；E₀為光束的初始單脈沖能量值，E_l光束在水中傳播距離l后對應(yīng)的單脈沖能量值。