[发明专利]水体光学衰减系数测量装置及方法

权利要求书

1.一种水体光学衰减系数测量装置，其特征在于，包括光源、探测器、与所述探测器连接且带动所述探测器沿光路移动的移动机构以及与所述探测器连接的中央处理器，所述探测器为照度计或功率计或能量计或单点探测器或面阵探测器，所述探测器的探测面的尺寸大于所需探测的光斑的尺寸。

2.根据权利要求1所述的水体光学衰减系数测量装置，其特征在于，所述光源为连续光光源或脉冲光源，所述光源沿光路后方设有窄带滤光片。

3.根据权利要求2所述的水体光学衰减系数测量装置，其特征在于，所述光源为脉冲光源，所述探测器为能量计。

4.根据权利要求1所述的水体光学衰减系数测量装置，其特征在于，所述探测器为照度计或功率计或能量计，所述光源与所述照度计或功率计或能量计之间设有光斑尺寸探测单元，所述光斑尺寸探测单元与所述照度计或功率计或能量计之间还设有可变光阑，所述光斑尺寸探测单元和可变光阑分别与移动机构和中央处理器连接。

5.根据权利要求4所述的水体光学衰减系数测量装置，其特征在于，所述光斑尺寸探测单元包括设于光路上的分光器和与所述分光器对应的面阵探测器。

6.根据权利要求1所述的水体光学衰减系数测量装置，其特征在于，所述探测器为面阵探测器，所述光源与所述面阵探测器之间还设有可变光阑。

7.根据权利要求1所述的水体光学衰减系数测量装置，其特征在于，所述探测器为单点探测器，所述光源与所述单点探测器之间还设有收光装置，所述收光装置的口径大于光斑的尺寸。

8.根据权利要求1所述的水体光学衰减系数测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1:探测器测量光源发出的光斑的初始参数信息，该初始参数信息为初始辐照度值或初始单脉冲能量值或初始辐射功率值或初始信号强度值；

S2:移动机构带动探测器沿光路移动一段距离，测量对应距离的辐照度值或单脉冲能量值或辐射功率值或信号强度值，并将该测量数据上传至中央处理器；

S3：重复步骤S2若干次，得到不少于三组距离与辐照度值或能量值或辐射功率值或信号强度值的测量数据；

S4：中央处理器针对所有的距离与辐照度值或能量值或辐射功率值的测量数据进行拟合，得到当前水体的衰减系数值。

9.根据权利要求8所述的测量方法，其特征在于，所述光源发出的光束在水体中的传播过程满足下列公式：

P_l＝P₀e^-αl；

M_l＝M₀e^-αl；

S_l＝S₀e^-αl；

所述光源为脉冲光源时，光束在水体中的传播过程还满足：E_l＝E₀e^-αl；

其中P₀为光源发出的光束的初始辐射功率值，l为距离，P_l为光束在水中传播距离l后对应的辐射功率值，α为衰减系数；M₀为光源发出的光束的初始辐照度值，M_l为光束在水中传播距离l后对应的辐照度值；S₀为光源发出的光束的初始信号强度值，S_l光束在水中传播距离l后对应的信号强度值；E₀为光源发出的光束的初始单脉冲能量值，E_l光束在水中传播距离l后对应的单脉冲能量值。

10.根据权利要求8所述的测量方法，其特征在于，所述步骤S2中，当所述探测器的探测面的尺寸大于光斑的尺寸时，首先测量光斑的尺寸，然后使探测器仅探测光斑对应的参数信息。