[发明专利]水体光吸收和衰减测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学测量设备，具体涉及一种测量水体光吸收/衰减系数的系统。

背景技术

水体光吸收/衰减系数表征水体对光的吸收和衰减作用，只与水体中的物质成分有关，不依赖于水体光场的几何结构，是水体的两大固有光学性质。光经过介质，一部分被吸收，另外一部分偏离原传播方向被散射；吸收和散射的共同作用造成了光的衰减。

光吸收系数和光衰减系数的变化与水体组分具有密切的联系。除了纯水之外，光吸收系数来源于有色溶解有机物(CDOM)、浮游植物(ph)和非藻类颗粒物(NAP)的吸收贡献；悬浮颗粒物是引起光散射的主要来源，与不同组分的光吸收特性一起决定了光衰减特性的变化特征。

水体的光吸收系数(a，单位为m^-1)定义为一束平行光透过一无限薄的均匀介质，光吸收率(A)与介质厚度(⊿r)的比值，其定义可用以下公式表示：

a(λ)=limΔr→0A(λ)Δr]]>

a(λ)＝2.303×OD(λ)/r

其中，OD(λ)表示光学密度，r表示光程。

除了纯水之外，水体吸收系数a(λ)可以简单分为有色溶解有机物、悬浮颗粒物等两大类的贡献，可表示为：

a(λ)＝a_w(λ)+a_p(λ)+a_CDOM(λ)，(1)

右式分别代表了纯海水(w)、总颗粒物(p)以及有色溶解有机物(CDOM)对吸收的贡献，其中总颗粒物吸收又可进一步分解浮游植物(ph)、非藻类颗粒物(NAP)的吸收光谱之和，即

a_p(λ)＝a_ph(λ)+a_NAP(λ)

水体的光散射系数(b，单位为m^-1)定义为一束平行光透过一无限薄的均匀介质，光散射率(B)与介质厚度(⊿r)的比值，即：

b(λ)=limΔr→0B(λ)Δr]]>

水体的光衰减系数(c，单位为m^-1)为水体的吸收和散射系数之和，即：

c(λ)＝a(λ)+b(λ)

现有技术中，对于水体光吸收衰减系数的测量，通常使用全反射管或全吸收管，需要进行温度、盐度校正和散射校正；或者使用分光光度计。这两种方法都存在测量操作复杂，影响因素多，误差大等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够原位测量水体光吸收和衰减的测量仪，简化水体光吸收衰减系数的测量，并且为进一步分析水体浮游植物粒级结构提供可靠的支持。

实现本发明上述目的具体方案如下：

一种水体光吸收和衰减测量仪，其包括：发光单元、采样单元、探测单元和信号采集分析单元，其中：