[发明专利]一种激光水体衰减系数现场测量装置及方法

权利要求书

1.一种激光水体衰减系数现场测量装置，其特征在于，包括：

防水容器，其设有出光口；

激光器，所述激光器设于所述防水容器中，其出口对准所述防水容器的出光口；

滑轨，其设于待测水体中，所述滑轨上配有刻度尺，所述防水容器吊设于所述滑轨上；

度量仪，其通过带有直线轴承的安装支架跨接在滑轨上，所述度量仪上设有用于悬挂并调节所属度量仪的调节机构；

控制装置，其与所述度量仪及滑轨均信号连接，用于控制所述度量仪在滑轨位置，以及收集度量仪测量的数据。

2.如权利要求1所述的激光水体衰减系数现场测量装置，其特征在于：所述激光器出口及防水容器出光口均采用高透玻璃并镀增透膜。

3.如权利要求1所述的激光水体衰减系数现场测量装置，其特征在于：所述激光器发射激光方向与滑轨延伸方向平行。

4.如权利要求1所述的激光水体衰减系数现场测量装置，其特征在于：所述调节机构包括固定部和调节部，所述固定部一端可调节的设置于所述滑轨上，另一端连接所述调节部；所述调节部与所述度量仪连接。

5.如权利要求4所述的激光水体衰减系数现场测量装置，其特征在于：所述固定部和调节部均与所述控制装置信号连接，所述固定部用于依据所述控制装置的控制信号调节其在滑轨上的位置；所述调节部用于依据所述控制装置的控制信号调节度量仪的角度。

6.一种激光水体衰减系数现场测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将防水容器、度量仪挂装在滑轨上，并整体放置于待测量水体中，保证防水容器和度量仪的稳定性和深度满足测量要求；

S2、连接控制装置和滑轨，确认滑轨能正常工作，打开激光器，调整防水容器的高度和激光器的角度，保证激光发射光路上无遮挡，使激光平行于水面发射出去，激光保持在水下；

S3、打开度量仪，调整水下度量仪位置与方向，保证度量仪探头对准激光光路，使激光光斑处于探头接收面中心位置；

S4、待激光器工作稳定后，在到测量路径上以固定距离选取滑轨刻度尺上对应的多个测量点，使用控制装置控制水下度量仪移动到滑轨刻度尺上各测量点位置，分别记录各位置对应的水下度量仪读数值；

S5、统计每个测量距离L及该测量距离上的测量值E，通过曲线拟合得到水体衰减系数c。

7.如权利要求6所述的激光水体衰减系数现场测量方法，其特征在于，在步骤S5后，还包括：对待测水体多次测量，重复步骤S4、S5，去除测量异常的衰减系数，取多次衰减系数的平均值作为最终的测量结果。

8.如权利要求6所述的激光水体衰减系数现场测量方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：

记录多次测量的光照度值E₁、E₂、E₃…E_m和与所述光照度值对应的距离值L₁、L₂、L₃…L_m；

使用公式E≈E₀e^-eL构建指数曲线，其中E为接收光照度，E₀为发射光照度。

9.如权利要求6所述的激光水体衰减系数现场测量方法，其特征在于：使用插值法、磨光法或最小二乘法进行曲线拟合获得水体衰减系数c。

10.如权利要求6所述的激光水体衰减系数现场测量方法，其特征在于：还包括测量激光器的激光发散角度，并使用该角度修正换算光照度值。