浮標式海面油膜厚度測量傳感器的研制.pdf

1、海上溢油污染已成為海洋主要污染源，溢油量是海上溢油事故評估的關(guān)鍵參數(shù)，而油膜厚度是估算溢油量的必需參數(shù)之一，油膜厚度的準確測量可為溢油治理提供合理有效的指導，也可為油層擴展動力學及海洋環(huán)境科學技術(shù)提供技術(shù)基礎，對海洋環(huán)境監(jiān)測和修復具有重要意義。本文在分析國內(nèi)外海面油膜厚度測量研究現(xiàn)狀的基礎上，考慮海面溢油油膜表面波動的特點，提出將直射式差分激光三角測量技術(shù)應用于海面溢油油膜厚度的測量方法，首次研制成功了可以機載投放的浮標式油膜厚度測量傳

2、感器樣機，并進行了系統(tǒng)的性能測試實驗。
　　本文主要工作及創(chuàng)新點如下：
　　1.分析了海面油膜波動對斜射式三角測量方法的影響，提出了將直射式差分激光三角技術(shù)應用于海面溢油油膜厚度的測量方法，并進行了測量公式的理論分析與推導。
　　2.根據(jù)測量環(huán)境、測量精度和測量范圍的要求，對浮標體和上位機進行了設計，重點對浮標傳感器核心的光路系統(tǒng)進行了設計計算，并完成了各模塊的研制。主要包括光路系統(tǒng)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)通訊模塊、電

3、源模塊、浮標殼體與采樣池，及上位機軟件模塊。
　　3.采用搭建的油膜厚度測量實驗系統(tǒng)，進行了標準量塊與石油的光斑圖像的特征分析。在分析各種光斑中心提取方法的基礎上，提出了一種基于互相關(guān)和改進高斯擬合的光斑中心提取算法，并對算法的重復性精度和算法準確性進行了比較和分析。結(jié)果表明互相關(guān)改進高斯法對陶瓷量塊的光斑中心提取精度高，效果好。
　　4.對浮標傳感器進行了系統(tǒng)集成與調(diào)試，并進行了水密、水壓、配重、姿態(tài)、吃水線調(diào)整等常規(guī)環(huán)境