[实用新型]一种非接触式地表水水质检测装置

权利要求书

1.一种非接触式地表水水质检测装置，包括光谱采样头、光纤准直器、光路选通器、分叉光纤和微型光谱仪，其特征在于，所述光谱采样头有多个，每个光谱采样头通过光纤与光纤准直器连接，光纤准直器与分叉光纤的会聚镜头在光路上一一对应，光路选通器位于光纤准直器与会聚镜头之间，光路选通器具有围绕旋转轴旋转的选通通道，使选通通道在旋转的过程中可以将其中的一对光纤准直器和会聚镜头之间的光路导通，而将其他的对接光纤准直器和会聚镜头之间的光路阻断；所述分叉光纤的主光路与微型光谱仪连接。

2.如权利要求1所述的一种非接触式地表水水质检测装置，其特征在于，所述的光路选通器，有三个可选通通道，用来选择三个光谱采样头输入的光束，每次选通一个通道，选通的通道光束可通过，并耦合进分叉光纤到达微型光谱仪，光谱仪可测得选通通道的光谱数据。

3.如权利要求2所述的一种非接触式地表水水质检测装置，其特征在于，所述的微型光谱仪，光谱范围覆盖380nm～780nm。

4.如权利要求1或2或3所述的一种非接触式地表水水质检测装置，其特征在于，所述光谱采样头，包括：

一个余弦采集器，朝向正上方，用于采集方位角180°、高低角0°～90°范围内的天空连续光谱辐照度，余弦采集器采集的光束直接导入光纤，在光纤的另一端与一个光纤准直器连接；

一个测量天空下行连续光谱辐亮度的接收镜头，前端为一个视场角为3°的会聚镜头，光轴指向斜上方，高低角为45°，方位角为正前方，会聚镜头将入射光会聚进光纤，光纤的另一端与一个光纤准直器连接；

一个测量水面上行连续光谱辐亮度的接收镜头，前端为一个视场角为3°的会聚镜头，光轴指向斜下方，高低角为-45°，方位角为正前方，会聚镜头将入射光会聚进光纤，光纤的另一端与一个光纤准直器连接。

5.如权利要求4所述的一种非接触式地表水水质检测装置，其特征在于，三个光纤准直器围绕光路选通器的旋转轴呈三角形分布。

6.如权利要求1所述的一种非接触式地表水水质检测装置，其特征在于，还包括嵌入式计算机，所述微型光谱仪与嵌入式计算机连接，所述光路选通器与所述嵌入式计算机连接，并受嵌入式计算机的指令控制旋转选择光路通道。

7.如权利要求6所述的一种非接触式地表水水质检测装置，其特征在于，所述光路选通器的旋转轴通过步进电机驱动。

8.如权利要求1所述的一种非接触式地表水水质检测装置，其特征在于，还包括触控显示屏，触控显示屏与嵌入式计算机连接，触控显示屏用于使用者的人机交互和测量结果显示。

9.如权利要求8所述的一种非接触式地表水水质检测装置，其特征在于，还包括移动电源，对微型光谱仪、嵌入式计算机和触控显示屏供电。

10.如权利要求9所述的一种非接触式地表水水质检测装置，其特征在于，还包括定位器和取景摄像头，定位器和取景摄像头分别与嵌入式计算机连接；

取景摄像头，光轴与测量水面上行连续光谱辐亮度的接收镜头的光轴平行，用来对光谱采样头采集的水面区域成像，经标定后能够确定光谱采样头视场在对应的取景摄像头采集图像中的位置，在进行数据采集时，取景摄像头采集的图像可在触控显示屏的某一位置开窗口显示，选择成像区域的水面没有漂浮物、阴影和倒影，保证采集光谱数据的可靠性；

定位器为GPS定位器或北斗定位器模块，可以获取采集数据时的精确位置，嵌入式计算机将此位置同时嵌入计算的水质参数结果中，使得测量结果同时具有定位信息。