[发明专利]一种海测船载海域油污染容积的在线测量传感系统

说明书

技术领域

本发明属于微光电子传感技术的两种互不溶解的液体的体积比测量，特别涉及一种海测船载海域油污染容积的在线测量传感系统。

背景技术

将海域油污染的危害降低到最小程度，必须改进监测设备和提高管理水平，一旦发生石油污染事件，立即启动探测设备进行定量检测，为应急方案提供精确的数据，近年来，我国海岸饱受船舶溢油污染之害，由于缺乏完善的油污染赔偿机制，海域被污染后经常处于无量化索赔的尴尬境地，海事部门急需测定海洋石油污染容积的装备，作为《海域油污染赔偿国际法规》量化赔偿和处理的依据。国内对海洋油污染主要采用现代近红外光谱(NIR)分析技术，对溢油进行鉴别，运用模式识别等信息处理技术，计算其定量值，在线探测程度低，国外对海洋油污染探测近十年主要集中在以高端微波雷达测量其污染的油膜厚度的研究，以此原理构成的探测装备成本很高。采取卫星遥测评估计算污染面积准确度和精度低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种海测船载海域油污染容积的在线测量传感系统。是一种其成本低和启动及时等特点可以安装在各类型海测船上进行船载海域油污染的容积探测系统，相对于航空遥测，精确度提高了两个数量级。

本发明的技术方案是：

一种海测船载海域油污染容积的在线测量传感系统，其特征在于：

微波波源连接耦合器，函数发生器连接耦合器，耦合器连接阻抗匹配器；阻抗匹配器连接衰减器；衰减器连接波导腔，波导腔中有介质仓；波导腔内有测量线，测量线由可控数字游标控制的4个光子晶体探针组成；其介质仓下端部有泻液阀；由微波波源、耦合器、函数发生器、阻抗匹配器、衰减器、波导腔中的介质仓组成伸缩臂；波导腔内的4个光子晶体探针连接数字驻波比测量计算系统；数字驻波比测量计算系统连接系统控制器；系统控制器控制4个光子晶体探针的可控数字游标。

其系统控制器为AM系列的嵌入系统。

由微波波源、耦合器、函数发生器、阻抗匹配器、衰减器、波导腔和波导腔中的介质仓组成的伸缩臂放置在Γ型测量管的竖直管内，竖直管内有可伸缩臂的齿条，伸缩臂外有与可伸缩臂的齿条配合的可控齿轮。

一种海测船载海域油污染容积的在线测量传感系统的测量方法：控制伸缩臂的可控齿轮，使Γ型测量管内的伸缩臂探进海面，伸缩臂内的介质仓获取海域油污测试样品；微波波源发出的微波经耦合器和函数发生器调制成带有载波的微波，带有载波的微波经阻抗匹配器和衰减器到达波导腔和波导腔中的介质仓，带有载波的微波经介质的测试样品反射；这时微波入射波和反射波产生的驻波，再竖直移动波导腔内的可控数字游标，由可控数字游标上的4个光子晶体探针获取微波入射波和反射波产生的驻波的极大值和极小值，再经驻波比测量计算系统进而实时计算其海域油污染已知探测面元的单位油海水的体积比d，并与测量油污染面积m的乘积得出海域油污染的体积V。

本发明效果是：

本发明提出一种以光子晶体探针的驻波比测量原理探测已知测试面元的海域油污染的体积比d新型的在线介质传感器系统，以该系统系统进行船载海域油污染的容积的探测，因其成本低和启动及时的特点、可以在各类型海测船上安装，以光子晶体探针的驻波比测量为原理检测已知测试元面积的海域油污染油水体积比的在线介质传感器系统相对于航空遥测，精确度提高了两个数量级。

附图说明

图1是海域油污染测量的系统结构图

图2是海域油污染测量系统的Γ型测量管内的内部驻波介质传感器示意图

图中：1微波波源，2.耦合器，3.阻抗匹配器，4衰减器，5.波导腔，6.波导腔中的测量线可控数字游标，7.波导腔中的介质仓，8.泻液阀，9.光子晶体探针，10.Γ型测量管外壳，11.信号线缆，12.可伸缩臂的齿条，13伸缩臂，14可控齿轮。

具体实施方式

如图1、2所示本发明一种海测船载海域油污染容积的在线测量传感系统，组成如下：

微波波源连接耦合器，函数发生器连接耦合器，耦合器连接阻抗匹配器；阻抗匹配器连接衰减器；衰减器连接波导腔，波导腔中有介质仓；波导腔内有测量线，测量线由可控数字游标控制的4个光子晶体探针组成；其介质仓下端部有泻液阀；由微波波源、耦合器、函数发生器、阻抗匹配器、衰减器、波导腔中的介质仓组成伸缩臂；波导腔内的4个光子晶体探针连接数字驻波比测量计算系统；数字驻波比测量计算系统连接系统控制器；系统控制器控制4个光子晶体探针的可控数字游标。其中系统控制器为AM系列的嵌入系统。