[发明专利]一种用于油膜油种鉴别的便携式三维荧光系统

说明书

本发明公开了一种用于油膜油种鉴别的便携式三维荧光系统，包括：第一聚光透镜、第二聚光透镜、收集镜、光谱仪、激光合束装置、多个激光二极管、控制模块和上位机，控制模块与激光二极管和光谱仪相连接控制每个激光二极管和纤光谱仪的开关，上位机的输出端与控制模块相连接；激光合束装置设置在多个激光二极管的前方，第一聚光透镜设置在激光合束装置的前方，第二聚光透镜设置在第一聚光透镜的下方、并与水平方向成105°角，所述收集镜设置在第二聚光透镜的后面并与水平方向成15°角，光谱仪设置在收集镜的后面；本发明能够获取对应油膜得三维荧光光谱，并利用机器学习对三维荧光光谱进行分类，提高了海上油膜油种鉴别的精度。

技术领域

本发明涉及水面溢油检测技术领域，尤其涉及一种用于油膜油种鉴别的便携式三维荧光系统。

背景技术

目前针对油膜油种鉴别的方法主要包括可见光遥感、化学气相色谱分析法、激光诱导油荧光法等。可见光遥感探测范围广且相对成本低，但受天气等因素限制较大、识别准确率不高；化学气相色谱分析法虽然准确，但·时效性差、成本高。传统的激光诱导油荧光法，采用的是单一激发波长，将激发油膜产生的荧光信号转换为二维荧光光谱进行分析，根据不同油种二维荧光光谱强度与形状的不同进行鉴别。传统的激光诱导油荧光法对不同大类的油种区分准确度高，但是对光谱高度混叠的相似油种区分困难：如-10#柴油和0#柴油。与此同时，由于需要激光器或加装滤光片的高强度氙灯作为激发光源，激光诱导油荧光设备往往体积较大，成本较高

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种用于油膜油种鉴别的便携式三维荧光系统包括：第一聚光透镜、第二聚光透镜、收集镜、光谱仪、激光合束装置、多个激光二极管、控制模块和上位机，所述控制模块与激光二极管和光谱仪相连接控制每个激光二极管和纤光谱仪的开关，所述上位机的输出端与控制模块相连接；所述激光合束装置设置在多个激光二极管的前方，所述第一聚光透镜设置在激光合束装置的前方，所述第二聚光透镜设置在第一聚光透镜的下方、并与水平方向成105°角，所述收集镜设置在第二聚光透镜的后面并与水平方向成15°角，所述光谱仪设置在收集镜的后面。

所述控制模块控制对应波长激光二极管形成单色光经过第一聚光透镜透射后照射油膜上从而激发出荧光，油膜激发出的荧光沿着第二聚光透镜后进入收集镜，所述收集镜对传入的荧光信号进行收集汇聚后传入光谱仪，所述光谱仪将荧光信号转化为对应的二维荧光光谱传输给上位机，所述控制模块控制另一个波长激光二极形成单色光，激发出不同的荧光，重复上述步骤上位机将不同激发波长的二维荧光光谱组合形成三维荧光光谱，再使用训练好的机器学习算法得到对应油膜的分类结果。

由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种用于油膜油种鉴别的便携式三维荧光系统，该系统采用激光合束器将多个窄带激光二极管和光束聚合到同一光路，依次获取不同激发波段下的激光诱导荧光，生成溢油样品三维荧光光谱，最后采用训练好的机器学习算法实现海上溢油油膜的快速准确识别。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明系统的结构框图

图中：11、第一聚光透镜，12、第二聚光透镜，2、收集镜，3、光谱仪，4、激光合束装置，5、激光二极管，6、控制模块，7、上位机。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：