[发明专利]一种激光水体衰减系数现场测量装置及方法

说明书

本发明提供一种激光水体衰减系数现场测量装置及方法，涉及激光成像技术领域，包括：防水容器，其设有出光口；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，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。本发明的水体衰减系数现场测量方法具有测量装置简单可靠，测量操作简单，测量速度快，测量精度较高，对环境要求低的优点。

技术领域

本发明涉及激光成像技术领域，具体涉及一种激光水体衰减系数现场测量装置及方法。

背景技术

在水下激光成像中，由于水介质具有强散射效应和快速吸收衰减的特性，因此影响水下激光成像的最大问题就是水体对激光的衰减系数。目前衰减系数的实验测量可分为前向接收和后向接收两种方式。前向接收是根据Lambert-Beer定律和发射光束经过一定距离后的透射能量反演水的衰减系数，主要有实验室测量和现场测量两种。其中实验室测量是指对从待测水体现场提取的水样品进行测量，该方法主要是在实验室室内进行，不适用于现场的测量；透射率仪是目前广泛应用的衰减系数现场测量工具，该仪器对光路的精确校准要求较高，且设备较为复杂，成本较高。而后向接收方式的测量是指对发射光束内不同距离处水体的后向散射信号进行接收，从而得到衰减系数，该方法由于其实验系统在机载平台上，使用成本较大，限制了一般实验条件下的水体衰减系数现场测量。

目前各种水体衰减系数测量方法，主要存在实验系统复杂，现场校准困难和使用成本较大等问题，不利于外场实验时现场衰减系数的快速测量。为了在外场实验或应用中准确衡量激光成像设备在不同水质下的成像距离，亟需一种简便、准确、快速的激光水体衰减系数现场测量装置及方法。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种激光水体衰减系数现场测量装置及方法，。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种激光水体衰减系数现场测量装置，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。

在上述技术方案的基础上，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。

在上述技术方案的基础上，所述激光器发射激光方向与滑轨延伸方向平行。

在上述技术方案的基础上，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。

在上述技术方案的基础上，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。

本发明还提供一种激光水体衰减系数现场测量方法，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；