溢油监测仪及其监测方法技术

本发明专利技术公开了一种溢油监测仪及其监测方法。所述溢油监测仪包括：光源装置，被构造为发送第一波段光信号至待检测的目标区域，以在目标区域中形成第二波段光信号；光电探测器，被构造为对接收到的第二波段光信号进行光电转换，以得到检测电信号；处理器，被构造为根据所述检测电信号判断是否发生溢油；报警器，被构造为产生报警信号。本发明专利技术通过采用脉冲紫外光源的光源装置，既降低了功率，也便于测量海面的背景值，运用阈值分析与背景比较相结合的方法来判断是否溢油以及排除误报情况，提高了监测的效率和准确率，采用双滤光片设置能够排除主要干扰，降低背景光从而提高信噪比。

Oil spill monitor and monitoring method thereof

The invention discloses an oil spill monitor and a monitoring method thereof. The oil spill monitor includes a light source device is configured to transmit the first band optical signal to the target area, to form a second band optical signal in the target area; photoelectric detector is constructed for photoelectric conversion of second band received optical signal and to detect electrical signals; the processor is configured. According to the detection signal to judge whether oil spill occurred; the alarm is configured to generate an alarm signal. The invention adopts a pulsed ultraviolet light source device, which not only reduces the power, but also facilitate the measurement of sea surface background values, using the method of threshold and background analysis were combined to determine whether the oil spill and remove false positives, improve the monitoring efficiency and accuracy, can eliminate interference with the main mining double filter settings to reduce the background light and improve the signal-to-noise ratio.

【技术实现步骤摘要】
溢油监测仪及其监测方法
本专利技术属于溢油监测
，具体地讲，涉及一种溢油监测仪及其监测方法。
技术介绍
随着工业建设的快速发展，各个国家对石油的依赖性越来越大，在使石油产量和运输量的不断增加的同时，溢油事故也频繁发生，使涉及石油生产及运输的企业单位面临着巨大的压力。溢油事故发生不但给企业带来了经济损失，而且还给环境与社会造成了巨大的灾难，如果我们能在在溢油的初期及时发现溢油源头并进行处理，将极大减少我们受到的损失和遭受的污染。因此，人们亟需一种能够实时监测溢油情况并发出报警信号的系统。而现有的卫星监测对于小范围污染的监测准确性低，雷达远程监测不仅准确度低，而且成本高，不具有实时性等，另外，一些接触型探测器则需要定时维护以免探测器发生故障，该类探测器一般需要人工采样并带回实验室检测，不能实现实时全天候地监测海面的溢油情况，以致需要的人力成本较高。因此，现有技术还需还需改进和发展。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种成本低廉、实时性高且误报率极低的溢油监测仪及其监测方法。本专利技术提供了一种溢油监测方法，所述溢油监测方法包括：S1、在第一采样周期内，发送第一波段光信号至未经紫外光源照射的目标区域，以得到第一背景值；S2、在第二采样周期内，发送第一波段光信号至未经紫外光源照射的目标区域，以得到第二背景值、且发送第一波段光信号至经过紫外光源照射目标区域，以得到第一信号值；S3、根据所述第二背景值和所述第一信号值作差值运算，以得到第二采样周期对应的第一信号差值；S4、比较所述第一信号差值是否大于下限阈值且小于上限阈值，所述上限阈值被配置为在实验室测试得到的纯油的信号差值，所述下限阈值被配置为在无溢油或其它杂质的条件下，高出测得的海面信号差值30％～50％的值；若是，则执行步骤S6；若否，则不报警；S5、计算所述第二背景值和所述第一背景值的实际比值，判断所述实际比值是否小于所述参考比值，所述参考比值被配置为一参考常数，若是，则执行步骤S6；若否，则不报警；S6、延时后，继续执行步骤S7；S7、检测得到延时后的第三背景值和第二信号值，并计算得到延时后的第二信号差值；S8、比较所述第二信号差值是否大于所述下限阈值且小于所述上限阈值；若是，则报警；若否，则不报警。进一步地，步骤S1包括：在第一采样周期内，发送第一波段光信号至未经紫外光源照射的目标区域，以在目标区域中形成第一光信号；对第一光信号进行光电转换以得到第一背景值。进一步地，步骤S3包括：在第二采样周期内，发送第一波段光信号至未经紫外光源照射的目标区域，以在目标区域中形成第二光信号；对第二光信号进行光电转换以得到第二背景值；发送第一波段光信号至经过紫外光源照射的目标区域，以在目标区域中形成第三光信号；对第三光信号进行光电转换以得到第一信号值。进一步地，所述溢油检测方法还包括：对发送的光信号进行聚光，以得到光强度大的光信号；对聚光后的光信号进行滤光，以得到第一波段光信号；利用反射镜对所述第一波段光信号进行反射；将反射后的第一波段光信号进行聚焦至目标区域。进一步地，所述溢油监测方法还包括：当报警时，对目标区域进行拍照，以得到目标区域的照片，并将所述照发送至检测终端。进一步地，所述溢油检测方法还包括：测量海平面的高度值，并根据所述高度值调整所述上限阈值和所述下限阈值。本专利技术还提供了一种全天候非接触式的溢油检测仪，用如上所述的溢油监测方法进行溢油监测，所述溢油检测仪包括：光源装置，被构造为发送第一波段光信号至待检测的目标区域，以在目标区域中形成第二波段光信号；光电探测器，被构造为对接收到的第二波段光信号进行光电转换，以得到检测电信号；处理器，被构造为根据所述检测电信号判断是否发生溢油；报警器，被构造为产生报警信号。进一步地，所述溢油监测仪还包括通信模块，所述报警器还被构造为产生报警信息，所述报警器通过所述通信模块发送所述报警信息至监控终端。进一步地，所述光源装置包括：LED灯；聚光件，与所述LED灯相对设置；窄带滤光片，设置于所述聚光件背对于所述LED灯的一侧；滤光组件，设置于所述光电探测器的入光面；反射镜，窄带滤光片设置于所述窄带滤光片和所述滤光组件之间，且所述反射镜的法线方向与所述滤光组件呈45度角；凸透镜，设置于所述反射镜背对于所述光电探测器的一侧，所述凸透镜用于对光线聚焦；其中，所述光电探测器、所述滤光组件、所述反射镜和所述凸透镜依次排列设置且在第一方向上对齐，所述LED灯、所述聚光件、所述窄带滤光片和所述反射镜依次排列设置且在第二方向上对齐，所述第一方向垂直于所述第二方向。进一步地，所述溢油监测仪还包括可见光拍照装置，所述处理器还被构造为在接收到报警信息后控制所述可见光拍照装置进行拍照。进一步地，所述溢油监测仪还包括连接所述处理器的测距装置，所述测距装置用于测量海平面的高度，所述处理器还被构造为根据所述测距装置测量的高度调整处理器的参数值。本专利技术的有益效果：本专利技术的溢油监测仪及其监测方法通过使用脉冲紫外光源，既降低了功率，也便于测量海面的背景值，运用阈值分析与背景比较相结合的方法来判断是否溢油以及排除误报情况，采用双滤光片设置能够排除主要干扰，降低背景光提高信噪比。本专利技术还通过设置可见光相机，进一步减少误报，节约人力，通过添加测距装置消除海水高度变化对监测的影响，采用同轴光路系统使溢油监测仪以减小尺寸，便于加入遮光筒提高信噪比。附图说明通过结合附图进行的以下描述，本专利技术的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：图1是本专利技术较佳实施例的溢油监测仪的模块图；图2是本专利技术较佳实施例的光源装置的结构示意图；图3是本专利技术较佳实施例的溢油监测方法的流程图。具体实施方式以下，将参照附图来详细描述本专利技术的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本专利技术，并且本专利技术不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本专利技术的原理及其实际应用，从而本领域的其他技术人员能够理解本专利技术的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。相同的标号在整个说明书和附图中可用来表示相同的元件。图1是本专利技术较佳实施例的溢油监测仪的模块图。参照图1，根据本专利技术实施例的溢油监测仪包括：光源装置10、光电探测器20、处理器30、报警器40、通信模块50、可见光拍照装置60、测距装置70、延时模块80。所述光源装置10被构造为发送第一波段光信号至待检测的目标区域，以在目标区域中形成第二波段光信号。所述光源装置10具体为脉冲紫外光源装置10，能够以一定的频率发出紫外脉冲信号。该脉冲紫外光源装置10一方面降低了整体功耗，另一方面便于测量背景值，减少背景噪声。第一波段光信号具体是波段为300～400nm的紫外光。第二波段光信号具体是波段为400nm～550nm的紫外光。图2是本专利技术较佳实施例的光源装置的结构示意图。参照图2，所述光源装置10包括LED灯11、聚光件12、窄带滤光片13、反射镜14、遮光筒15、凸透镜16、滤光组件17。该光源装置10采用同轴光路设计结构。具体地，所述LED灯11具体为紫外LED灯11，能够产生脉冲紫外光，进一步地，能够发出峰值为365nm的窄带LED光。所述LED灯11设置于所述光电探测器20的斜下方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溢油监测方法，其特征在于，所述溢油监测方法包括：S1、在第一采样周期内，发送第一波段光信号至未经紫外光源照射的目标区域，以得到第一背景值；S2、在第二采样周期内，发送第一波段光信号至未经紫外光源照射的目标区域，以得到第二背景值、且发送第一波段光信号至经过紫外光源照射目标区域，以得到第一信号值；S3、根据所述第二背景值和所述第一信号值作差值运算，以得到第二采样周期对应的第一信号差值；S4、比较所述第一信号差值是否大于下限阈值且小于上限阈值，所述上限阈值被配置为在实验室测试得到的纯油的信号差值，所述下限阈值被配置为在无溢油或其它杂质的条件下，高出测得的海面信号差值30％～50％的值；若是，则执行步骤S6；若否，则不报警；S5、计算所述第二背景值和所述第一背景值的实际比值，判断所述实际比值是否小于所述参考比值，所述参考比值被配置为一参考常数，若是，则执行步骤S6；若否，则不报警；S6、延时后，继续执行步骤S7；S7、检测得到延时后的第三背景值和第二信号值，并计算得到延时后的第二信号差值；S8、比较所述第二信号差值是否大于所述下限阈值且小于所述上限阈值；若是，则报警；若否，则不报警。

【技术特征摘要】
2016.11.01 CN 20161093942811.一种溢油监测方法，其特征在于，所述溢油监测方法包括：S1、在第一采样周期内，发送第一波段光信号至未经紫外光源照射的目标区域，以得到第一背景值；S2、在第二采样周期内，发送第一波段光信号至未经紫外光源照射的目标区域，以得到第二背景值、且发送第一波段光信号至经过紫外光源照射目标区域，以得到第一信号值；S3、根据所述第二背景值和所述第一信号值作差值运算，以得到第二采样周期对应的第一信号差值；S4、比较所述第一信号差值是否大于下限阈值且小于上限阈值，所述上限阈值被配置为在实验室测试得到的纯油的信号差值，所述下限阈值被配置为在无溢油或其它杂质的条件下，高出测得的海面信号差值30％～50％的值；若是，则执行步骤S6；若否，则不报警；S5、计算所述第二背景值和所述第一背景值的实际比值，判断所述实际比值是否小于所述参考比值，所述参考比值被配置为一参考常数，若是，则执行步骤S6；若否，则不报警；S6、延时后，继续执行步骤S7；S7、检测得到延时后的第三背景值和第二信号值，并计算得到延时后的第二信号差值；S8、比较所述第二信号差值是否大于所述下限阈值且小于所述上限阈值；若是，则报警；若否，则不报警。2.根据权利要求1所述的溢油监测方法，其特征在于，步骤S1包括：在第一采样周期内，发送第一波段光信号至未经紫外光源照射的目标区域，以在目标区域中形成第一光信号；对第一光信号进行光电转换以得到第一背景值。3.根据权利要求2所述的溢油监测方法，其特征在于，步骤S3包括：在第二采样周期内，发送第一波段光信号至未经紫外光源照射的目标区域，以在目标区域中形成第二光信号；对第二光信号进行光电转换以得到第二背景值；发送第一波段光信号至经过紫外光源照射的目标区域，以在目标区域中形成第三光信号；对第三光信号进行光电转换以得到第一信号值。4.根据权利要求1至3任一项所述的溢油监测方法，其特征在于，所述溢油检测方法还包括：对发送的光信号进行聚光，以得到光强度大的光信号；对聚光后的光信号进行滤光，以得到第一波段光信号；利用反射镜对所述第一波段光信号进行反...

【专利技术属性】
技术研发人员：董玉明，李威，焦国华，吕建成，鲁远甫，罗阿郁，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44