[发明专利]一种红外溢油监测装置及其监测方法

摘要

本发明公开了一种红外溢油监测装置，包括近红外光学系统、光栅分光系统、近红外线阵探测器、长波红外光学系统、滤光片系统、长波红外面阵探测器、可见光摄像机、全波段探照光源以及系统电气组件，所述的滤光片系统包括一个全透镜片以及对应不同波段的第一滤光片、第二滤光片和第三滤光片，还公开了其监测方法，利用长波红外波段的多波段融合技术实现海面溢油和海水等物质的分类，实现溢油区域的精确探测，然后利用近红外光谱仪探测溢油区域的反射谱，并对光谱数据进行分析，从而可以获得溢油的品种信息，与传统的实验室分析手段相比，本发明结构紧凑稳定，能够在机载平台上实时提供溢油监测信息。

主权项

一种红外溢油监测装置，其特征在于：包括近红外光学系统（1）、光栅分光系统（2）、近红外线阵探测器（3）、长波红外光学系统（4）、滤光片系统（5）、长波红外面阵探测器（6）、可见光摄像机（7）、全波段探照光源（8）以及系统电气组件（9），所述的滤光片系统（5）包括一个全透镜片（5.4）以及对应不同波段的第一滤光片（5.1）、第二滤光片（5.2）和第三滤光片（5.3）；所述的近红外光学系统（1）、长波红外光学系统（4）以及可见光摄像机（7）并排安装在最前端，所述的光栅分光系统（2）沿光轴安装在近红外光学系统（1）的后方，所述的近红外线阵探测器（3）沿光轴安装在光栅分光系统（2）的后方，所述的滤光片系统（5）安装在长波红外光学系统（4）的后方，所述的长波红外面阵探测器（6）沿长波红外光学系统（4）的光轴安装在滤光片系统（5）的后方，所述的全波段探照光源（8）平行安装在近红外光学系统（1）一侧；所述的光栅分光系统（2）将透过近红外光学系统（1）的近红外光分成离散波段的光信号并聚焦在近红外线阵探测器（3）上，所述的近红外线阵探测器（3）将接收的近红外光信号转换为模拟电信号并传输给系统电气组件（9），所述的滤光片系统（5）对透过长波红外光学系统（4）的长波红外光进行滤波并获得四个不同波段的红外光，所述的长波红外面阵探测器（6）将四个不同波段的红外信号转化为模拟电信号并传输给系统电气组件（9），所述的可见光摄像机（7）采集目标场景的可见光图像并传输给系统电气组件（9），所述的全波段探照光源（8）在夜间开启，用于代替太阳给目标场景提供入射光源，从而使得近红外光学系统（1）在夜间仍然能够接收到目标场景的近红外反射光，所述的系统电气组件（9）用于将来自于近红外线阵探测器（3）和长波红外面阵探测器（6）的模拟电信号转换为数字信号，并进行数字图像处理和图像融合分析，所述的系统电气组件（9）为系统各组件的正常工作提供所需的偏压和控制信号；所述的滤光片系统（5）经由电机驱动绕轴心O点转动，每转过90度角就更换一个镜片与长波红外光学系统（4）共光轴，第一滤光片（5.1）允许透过9.4微米的波长，第二滤光片（5.2）允许透过10.4微米的波长，第三滤光片（5.3）允许透过11.4微米的波长，所述的光栅分光系统（2）可以将入射的近红外光分成480个波段。