[发明专利]一种感知水体散射物质含量变化的装置

说明书

本发明涉及一种感知水体散射物质含量变化的装置，属于水体散射物质检测领域，为了解决现有技术的水体散射物质含量检测技术中成本高，装置复杂，对低浑浊度的水体检测精度低的缺点，而提出一种感知水体散射物质含量变化的装置，包括由透光防水窗口与防水封装组成的防水壳体，所述透光防水窗口设置在所述防水壳体的一侧，所述壳体内部设置有连续性激光器以及CCD传感器，所述透光防水窗口用于使所述连续性激光器发射的光束射入水中，还用于使所述光束经过水中的散射物质散射后的光射入所述壳体并由所述CCD传感器接收。CCD传感器通过公式计算出的参数判断水体中的散射物质含量。本发明适用于海洋环境观测。

技术领域

本发明涉及一种感知水体散射物质含量变化的装置，属于水体散射物质检测领域。

背景技术

水体散射物质含量变化是海洋环境观测的重要指标之一，散射物质的增加预示着海洋环境中浑浊物质含量的增加，对散射物质含量变化的观测在渔业和国家海洋安全中有重要作用。水产渔业的相关报道证实，水体浑浊度的增加表明水体腐化物质和微生物含量的增加，水体含氧量下降，对养殖水产生物有较大的影响。在海洋安全方面，有大量文献证实潜艇等人造水下航行物游过的深海水域会存在较多的微小悬浮气泡，对气泡的测量成为水下航行物跟踪监测的重要技术手段。

目前，针对海水散射物质的测量以光学方法为主，例如丘仲锋等研究人员于2015年申请公开的一种监测高浑浊海水浊度的卫星遥感方法(公开号：105004846A)，该方法使用卫星对海洋进行光学遥感观测，但该方法仅适用于高浑浊度海水，对低浑浊度海水的测量灵敏度较低，且只能对大范围海域进行整体观测。欧阳敏等研究人员于2007年公开了一种用脉冲激光实时测量海水浑浊度的方法(公开号：101266210)，但该方法所使用的装置结构复杂，所采用的透射式结构要求测量装置所用元件分布在水池两侧，且要求所用激光器为窄线宽高能脉冲YAG激光器，该方法的所用激光器价格昂贵。刘西站等研究人员于2014年公开了一种尾流气泡探测光学系统(公开号：103901598A)，该系统使用片光源、透镜组实现对10微米至500微米的气泡的分段拍摄，满足了对海水环境中气泡群探测的需求，但复杂的透镜组提高了装置稳定性设计的难度，且片光源激光器的成本较高。

综合上述发明进展，目前针对水体散射物质的光学测量已有较为成熟的测量技术，但诸多技术的装置复杂程度高，对激光器、透镜组等原件有特殊要求，装备成本高。而针对水体环境中的测量，要求装置结构简单稳定，以适应各种海况。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的水体散射物质含量检测技术中成本高，装置复杂，对低浑浊度的水体检测精度低的缺点，而提出一种感知水体散射物质含量变化的装置。

感知水体散射物质含量变化的装置，包括由透光防水窗口与防水封装组成的防水壳体，所述透光防水窗口设置在所述防水壳体的一侧，所述壳体内部设置有连续性激光器以及CCD传感器，所述透光防水窗口用于使所述连续性激光器发射的光束射入水中，还用于使所述光束经过水中的散射物质散射后的光射入所述壳体并由所述CCD传感器接收。

本发明的有益效果为：1、使用连续型激光器、CCD传感器，不同于现有技术中使用透镜、片源激光器的高成本、复杂装置结构，本发明成本更低，装置的结构更简单；2、本发明在水下进行观测、拍摄，不同于现有技术的光学遥感观测，本发明对低浑浊度的灵敏度更高。

附图说明

图1为本发明的感知水体散射物质含量变化的装置的结构示意图；

图2为本发明的CCD传感器接收到的图像；

图3为CCD传感器接收到的图像对应的二维熵图；

图4为水体散射物质增加后CCD传感器接收到的图像对应的二维熵图；

图5为二维熵图形成过程的流程图。

具体实施方式