[实用新型]水下激光衰减度的便携式测量仪

说明书

技术领域

本实用新型属于测量仪器，具体涉及一种水下激光衰减度的便携式测量仪。

背景技术

在水下无线激光通信中，对于信道的研究很重要。在众多参数中，水体对激光的衰减度是至关重要的参数。现在并没有专门的测量水体对激光的衰减度的仪器，只有一种通用的方法，即现场取水样装入一个两端为透明玻璃的容器内，将其带回实验室，使用激光器在该容器一端发射固定功率的激光，在另一端使用光功率计分别测量容器中有水与无水时的光功率，两者做差即可得到水样对激光的衰减度。这种测量方式耗时耗力，无法保证测试的实时性，受场地仪器等限制较多。并且使用该方法测量深水水体对激光的衰减度有很大的难度。

发明内容：

针对现有技术的不足，本实用新型提供了水下激光衰减度的便携式测量仪，可以用于计算水体对激光的衰减度光功率值、温度值以及测量时间记录在存储卡上，测得的数据经过简单计算即可获得水体对激光的衰减度，通过外部的水深传感器以及绳索还可以方便的控制仪器在水中的深度，可以很方便且较实时的实现水体对激光的衰减度在任意深度的测量。

本专利申请解决其技术问题所采用的技术方案是：  

水下激光衰减度的便携式测量仪，主要由防水舱与舱外激光接收平台两部分组成，这两部分分别被固定在一个金属支架的两端，所述防水舱内含有一个简易光学平台，光学平台上固定有激光器、分光镜以及光接收器；舱外激光接收平台上固定有一个高精度二维微动平台，微动平台上装有一个带有防水装置的光接收器，所述的两个光接收器的信号输出都连接到防水舱内的电子测量系统上，锂电池负责给电子测量系统与激光器供电。

所述防水舱与舱外激光接收平台分别被固定在一个金属支架的两端的距离之间有0.5M。

所述激光器出射光路与防水舱的透明玻璃垂直，与分光镜呈45度角。

所述电子测试系统由遥控模块，激光器控制模块，蓝牙通信模块，光电信号处理模块，温度传感器模块，实时时钟模块，数据记录模块以及CPU这八部分构成，光电信号处理模块与温度传感器连接到CPU内部的模数转换器上；数据记录模块连接到CPU内部的SPI总线上；实时时钟模块连接到CPU内部的RTC电路上；遥控模块连接到CPU内部的外部中断接口上；蓝牙通信模块连接到CPU内部的UART接口上；激光器控制模块连接到CPU内部的PWM控制器上，电子测量系统通过光电信号处理模块、数据记录模块以及激光器控制模块对外提供三个接口，分别链接光接收器、SD卡以及激光器。

所述CPU是LPC1768。

本实用新型的有益效果是，可以方便快捷且较实时的获得任意深度水体对激光的衰减度的测量。

附图说明

图1为便携式水下激光衰减度测量仪的结构图；

图2为电子测量系统与相关接口结构图；

图3为电子测量系统软件流程图；

图4为便携式水下激光衰减度测量仪使用流程图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。

实施例：在图1中，防水舱与舱外激光接收平台分别固定在金属支架的两端。防水舱内含有一个简易光学平台，光学平台上固定有激光器、分光镜以及光接收器。其中激光器出射光路与防水舱的透明玻璃垂直，与分光镜呈45度角。舱外激光接收平台上固定有一个高精度二维微动平台，微动平台上装有一个带有防水装置的光接收器，调节微动平台可以改变光接收器的位置，使其能够接收到激光的光斑。两个光接收器的信号输出都连接到防水舱内的电子测量系统上。锂电池负责给电子测量系统与激光器供电。

在图2中，电子测试系统由遥控模块，激光器控制模块，蓝牙通信模块，光电信号处理模块，温度传感器模块，实时时钟模块，数据记录模块以及CPU这八部分构成，其中CPU是LPC1768。光电信号处理模块与温度传感器连接到LPC1768内部的模数转换器上；数据记录模块连接到LPC1768内部的SPI总线上；实时时钟模块连接到LPC1768内部的RTC电路上；遥控模块连接到LPC1768内部的外部中断接口上；蓝牙通信模块连接到LPC1768内部的UART接口上；激光器控制模块连接到LPC1768内部的PWM控制器上。电子测量系统通过光电信号处理模块、数据记录模块以及激光器控制模块对外提供三个接口，分别链接光接收器、SD卡以及激光器。

在图4为便携式水下激光衰减度测量仪使用流程图。首先应保证所有导线按照标识正确连接，之后将电子测量系统的开关打开，给系统上电，电路板上的电源指示灯亮起表示上电成功。之后按照防水舱外壳上的标识，将电子测量系统装入防水舱内，并旋入螺丝封闭防水舱。接下来将用于提拉仪器的绳索以及用于测量水深的水深传感器捆绑在金属支架的指定位置。由于激光透过透明玻璃从防水舱内射入水体中时会发生折射，因此需要对舱外激光接收平台进行预调整，方法如下：使用一个较大的容器装入适量的水，将便携式水下激光衰减度测量仪水平放入其中，使得水可以漫过舱外激光接收平台进行上的光接收器，通过遥控器启动激光器（遥控器上的A按钮），然后手动调节高精度二维微动平台，使激光光斑落在光接收器上，完成舱外激光接收平台预调整。预调整结束后应关闭激光器（遥控器上的B按钮）。之后需要对激光器进行预热，以使其能够有稳定的输出。预热方法即按下遥控器上的A按钮，看到激光器有光输出即可。预热时间最好在20-25分钟内。预热结束后不要关闭激光器，直接进行测量。测量方法如下：将装好绳索以及水深传感器的仪器放入水中，读水深传感器显示的深度，待便携式水下激光衰减度测量仪下潜到需要测量的深度时，停止下潜，并静止5-8分钟，以使仪器有充足的时间测量即可。测量时间不能超过30分钟，如超过30分钟可能损坏激光器。如果30分钟无法完成全部测量，则需要将仪器打捞上岸，关闭激光器（遥控器上的B按钮）冷却15分钟左右，之后重新预热，继续测量。