[实用新型]一种水体体散射函数及衰减系数同步测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及海洋检测技术领域，更具体地，涉及一种水体体散射函数及衰减系数同步测量仪。

背景技术

散射函数(β(ψ),VSF)描述的是入射光束在水中某一散射体上的角度分布。定义为相应于某一立体角Ω和散射体积V的散射通量的二阶导数除以入射辐照度，单位为m^-1sr^-1。

其中ψ为散射角。β(ψ)虽然不显含波长，但是波长的函数。在海水中，β(ψ)还随时间和空间变化，一般表示为深度的函数。

由体散射函数可计算总散射系数b(λ)、后向散射系数b_b(λ)以及无量纲体散射相函数等，总散射系数、后向散射系数、体散射相函数分别为：

体散射相函数给出的是在所有方向上散射的光子转向进入ψ角方向的概率，而体散射系数是描述单位程长散射过程的强度。

对体散射函数的数学定义式1做如下说明：

其中Φ_i(0,0)为光源光通量，Φ_s(r_s,ψ)为经体积为V(ψ)的散射体散射后的散射光通量，Φ_s(r_d,ψ)为探测器接收到的散射光通量，r_s为光源到散射体中心的距离，r_d为探测器与散射体中心之间的距离，S(ψ)为光源出射光的横截面，c为待测水体的衰减系数，可通过透射光测量获取。

将式5、6代入式1得：

式8中，Φ_t(r_d,0)为透射光探测器接收到的透射光通量。

式7中，r_s、r_d、V(ψ)以及Ω均可以通过仪器的几何设计结构直接或间接计算得到，因此在已知入射光源光通量的前提下，只要测量得到不同方向散射光通量Φ_s(r_d,ψ)以及水体的衰减系数c即可以计算得到相应的β(ψ)。

现有技术中，对于水体体散射函数测量，主要集中在后向某一个或几个角度上，测量结果存在分辨率低、信息量少等缺点，且，必须额外配合衰减系数测量仪方能获取体散射函数信息，极其不方便。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种水体体散射函数及衰减系数同步测量仪。本实用新型结构简单，使用方便，可实现水体体散射函数及衰减系数同步测量，可简化水体体散射函数及衰减系数的测量过程，可提高水体体散射函数测量的角度分辨率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种水体体散射函数及衰减系数同步测量仪，其中，包括第一光源、第二光源、N个散射通量探头组、透射光探头、深度探头、数据采样及供电控制系统、用于固定第一光源和散射通量探头组的第一固定支架、用于固定第二光源和透射光探头的第二固定支架以及用于支撑数据采样及供电控制系统的支撑架，所述深度探头、第二固定支架和支撑架均设在所述第一固定支架上，所述第二光源和透射光探头相对设置在所述第二固定支架两端，所述第一固定支架呈圆环状，所述第一光源和N个散射通量探头组均匀分布在所述第一固定支架的周向上，所述第一光源、第二光源、散射通量探头组、透射光探头和深度探头均与所述数据采样及供电控制系统电连接。所述N个散射通量探头组、透射光探头以及深度探头可同步启动，可快速同步实现多个角度水体散射光通量、透射光及深度信息的快速测量。

进一步的，所述第一固定支架包括内圆环、外圆环以及将内圆环、外圆环上端面连接起来的第三圆环，所述内圆环、外圆环以及第三圆环共圆心，所述第三圆环的内径与所述内圆环的内径相同，所述第三圆环的外径与所述外圆环的外径相同，内、外圆环的厚度一致，环的宽度也一致，内、外圆环均由不易变形耐腐蚀材料制成。