[实用新型]水体多波长光学衰减系数测量装置

说明书

本实用新型公开了一种水体多波长光学衰减系数测量装置，包括非单色光源、多波长探测单元、与多波长探测单元连接且带动多波长探测单元沿光路移动的移动机构以及与多波长探测单元连接的中央处理器，多波长探测单元包括至少一个探测器，探测器的探测面的尺寸大于所需探测的光斑的尺寸。非单色光源发出包括多个波长的光束，通过多波长探测单元测量每个波长的光束的初始辐照度值或初始单脉冲能量值或初始辐射功率值或初始信号强度值，接着通过移动机构带动多波长探测单元沿光路移动，针对每个波长测量不同距离对应的参数信息，将每个波长对应的多组测量数据进行拟合，分别得到每个波长对应的水体的光学衰减系数值。

技术领域

本实用新型涉及水下光学探测领域，具体涉及一种水体多波长光学衰减系数测量装置。

背景技术

近年来，水下光学探测的应用越来越广泛，包括水体污染检测、激光探测等，而现有的水下光学成像设备没有通用的性能指标和标准，即不同的成像设备在不同水体条件下得到的最远成像距离结果之间没有关联性。目前，学术界通用的不同环境下衡量水下成像距离的性能参数则是采用光学衰减系数及其倍数来描述，然而由于水体对光的吸收和散射是很复杂的物理过程，准确测量水体的衰减系数非常困难。当前，国际上通常采用仪器来观测光能量在水中的衰减，以确定其对光的衰减系数，如Wetlabs生产的AC系列衰减系数测量仪，然而该产品的价格达到数百万，并不适用于商业应用。

因此，提供一种成本低、使用方便、测量准确的水体光学衰减系数测量装置不仅非常必要，也是水下光学探测技术发展的重要环节。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的问题，提供了一种成本低、使用方便、测量准确的水体多波长光学衰减系数测量装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种水体多波长光学衰减系数测量装置，包括非单色光源、多波长探测单元、与所述多波长探测单元连接且带动所述多波长探测单元沿光路移动的移动机构以及与所述多波长探测单元连接的中央处理器，所述多波长探测单元包括至少一个探测器，所述探测器的探测面的尺寸大于所需探测的光斑的尺寸。

进一步的，所述非单色光源为宽光谱光源，所述宽光谱光源后方设有旋转滤光片，所述多波长探测单元包括一个多波长探测器。

进一步的，所述多波长探测器为彩色CMOS相机或彩色CCD相机。

进一步的，所述多波长探测器的前方设有可变光阑。

进一步的，所述非单色光源为单色光源阵列，所述多波长探测单元包括与所述单色光源阵列中的单色光源一一对应的探测器组成的阵列。

进一步的，所述探测器为照度计或功率计或能量计或单点探测器或面阵探测器。

进一步的，所述探测器为照度计或功率计或能量计，每个所述探测器的前方依次设有光斑尺寸测量单元和可变光阑，所述光斑尺寸测量单元和可变光阑分别连接至中央处理器。

进一步的，所述非单色光源包括单色光源阵列和合光器，所述多波长探测单元包括沿光路依次设置的旋转滤光片和一个探测器，所述探测器为多波长探测器。

本实用新型还提供一种水体多波长光学衰减系数测量装置的测量方法，包括以下步骤：

S1:非单色光源发出包括多个波长的光束，多波长探测单元分别测量每个波长的光斑的初始参数信息，该初始参数信息为初始辐照度值或初始单脉冲能量值或初始辐射功率值或初始信号强度值；

S2:移动机构带动多波长探测单元沿光路移动一段距离，测量每个波长对应距离的辐照度值或单脉冲能量值或辐射功率值或信号强度值，并将该测量数据上传至中央处理器；

S3：重复步骤S2若干次，针对每个波长得到不少于三组距离与辐照度值或能量值或辐射功率值或信号强度值的测量数据；