[實用新型]一種基于激光熒光的便攜式水色三要素探測裝置

有效

• 申請號: 201821584693.3
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN208999311U
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 陳鵬;毛志華;劉航;朱乾坤;黃海清;龔芳
• 申請（專利權）人: 自然資源部第二海洋研究所
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/01
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 賈玉霞;邱啟旺

本實用新型公開一種基于激光熒光的便攜式水色三要素探測裝置，其包括電源、405nm的微型半導體固體光纖激光器、石英直角棱鏡、第一聚焦透鏡、第一反射鏡、第二反射鏡、第二聚焦透鏡、被測試劑、第三聚焦透鏡、長通濾光片、第四聚焦透鏡、能接收360～1000nm波段范圍的微型光譜儀、數據采集裝置。該裝置向海水中主動發射激光，接收水體成分返回的熒光回波信號來反演水體參數濃度，能夠搭載在船上、固定平臺以及飛機上，具有快速高效、實時監測、大面積測量的優點。

技術領域

本實用新型屬于海洋光學測量技術領域，尤其涉及一種基于激光熒光的便攜式水色三要素探測裝置。

背景技術

隨著我國國民經濟的發展，保護生態環境和進行可持續發展的重要方面是對大型水體的合理保護和開發利用，因此對水體信息進行定量化遙感的需求日益迫切，同時也對水體成分信息的測量和反演提出了新的要求。靠近沿海的近岸二類水體是我們國家非常關注的地方，由于二類水體光學性質的復雜性，利用常規的水光學儀器測量得到二類水體中光學信息存在著較大的不確定性；衛星水色遙感手段測量水體成分濃度可以實現大范圍測量，但在二類水體準確度較低，精度有待驗證。與常規的生物化學站位監測手段和水色遙感手段相比，激光誘導熒光技術是一種向海水中主動發射激光，接收水體成分返回的熒光回波信號來反演水體參數濃度的探測技術，能夠搭載在船上、固定平臺以及飛機上，具有快速高效、實時監測、大面積測量的優點。

當前，海洋環境監測大多是用水色遙感手段。與被動遙感手段相比，海洋激光誘導熒光具有以下特點：可選擇性激發的；指向性的；可控制光源的；有內部基準光譜定標的以及提供時間分辨測量的優點。

實用新型內容

針對現有技術的不足，本實用新型為了探測水色三要素，提供一種基于激光熒光的便攜式水色三要素探測裝置，該裝置向海水中主動發射激光，接收水體成分返回的熒光回波信號來反演水體參數濃度，能夠搭載在船上、固定平臺以及飛機上，具有快速高效、實時監測、大面積測量的優點。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種基于激光熒光的便攜式水色三要素探測裝置，其特征在于，該探測裝置包括電源、405nm的微型半導體固體光纖激光器、石英直角棱鏡、第一聚焦透鏡、第一反射鏡、第二反射鏡、第二聚焦透鏡、被測試劑、第三聚焦透鏡、長通濾光片、第四聚焦透鏡、能接收360～1000nm波段范圍的微型光譜儀、數據采集裝置；

所述的電源給所述的微型半導體固體光纖激光器供電，所述的微型半導體固體光纖激光器發射激光，光線經過石英直角棱鏡轉折光路并經第一聚焦透鏡聚焦后，經垂直布置的第一反射鏡和第二反射鏡使背離熒光接收光路的熒光信號經反射返回到熒光采集系統后，再經第二聚焦透鏡聚焦后照射被測試劑，再經第三聚焦透鏡、長通濾光片、第四聚焦透鏡到達微型光譜儀，最后由數據采集裝置采集數據。

進一步地，所述的405nm的微型半導體固體光纖激光器為上海衍涉光電技術有限公司生產的MM-405-100多模光纖耦合路光纖激光器。

進一步地，所述的微型光譜儀為美國海洋光學公司生產的USB4000微型光譜儀。

進一步地，所述的長通濾光片為杭州譜鐳光電技術有限公司生產的SPL-LP-450型濾光片。

進一步地，所述的數據采集裝置為數據采集卡。

本實用新型的有益效果如下：

本實用新型提供一種基于激光熒光的便攜式水色三要素探測裝置，與現有的被動式水色遙感等水環境遙感手段相比，該裝置使用正交垂直式光學結構，減小了瑞利散射和拉曼散射所引起的背景噪聲；在發射通路上以長通濾光片及帶通濾光片配合使用，以消減進入光譜儀的激光散射，提高檢測器的信噪比；而且不用對水樣進行預過濾，在常規吸收系數測量時省時省力。本實用新型的裝置能夠提供足夠寬和足夠光譜分辨率的探測光譜，對于二類復雜水體的定量化和特征分析具有不錯的效果。