基于疏水吸油材料的油污在线监测装置制造方法及图纸

基于疏水吸油材料的油污在线监测装置，包括光学传感器、光纤电缆和服务器计算机；光学传感器的的壳体内腔自前端向后依次装有电信号连接的探测装置、信息采集模块、控制与数据处理模块、通信模块；探测装置激发特定波长波长的激发光，并接收油污激发的荧光、经过滤，转换成相应的模拟信号；信息采集模块获取监测的海面荧光光谱的荧光信号值，并将探测器所接收到的模拟信号转换成数字信号，传输给控制与数据处理模块；控制与数据处理模块将采集到的荧光信息进行处理，会将数字信号转化为荧光因子强度信号，输出的荧光因子强度信号的峰值反映出溢油的相关信息。本实用新型专利技术能够对海洋油污进行在线监测。

【技术实现步骤摘要】
基于疏水吸油材料的油污在线监测装置
本技术属于水体溢油监测领域，具体为一种油污在线监测装置。
技术介绍
海洋面积约占地球总面积的71％，并且蕴藏着大量石油资源，20世纪以来，世界经济和科技得到了前所未有的发展，人类对海洋的开发利用变得越来越多，海洋石油开采及运输不断发展，随之而来的海洋溢油污染问题愈发严重，对海洋环境造成了不可估计的破坏，形式十分严峻。常见的较为传统的海洋溢油监测方法有重量法、悬浮法和紫外吸收法。但这些方法都需要进行萃取，操作复杂，不能实现现场在线测量。而其他常见的在线监测方法有溶解氧监测，光学监测法等，光学监测包括可见光监测、荧光技术、红外技术、紫外技术等。其中可见光技术经济适用但区分度低、虚警率高，也易受天气和气候影响；红外技术易受浮游植物等干扰，对薄油膜不灵敏；紫外由于波长短，绕射能力弱，远距离观测极易大气气溶胶、臭氧分子影响。激光诱导荧光是一种可视化、非接触的激光测量方法，在溢油检测中，油类物质由于其荧光基团的性质，在紫外光的照射下油类物质吸收光并能激发内部电子。其中荧光信号的高效、准确的采集与处理是溢油监测技术中的重要环节。但其中遥感光学监测方法来进行油污监测，监测周期长，对于初始的溢油事故可能不能及时发现。溶解氧监测法的优点是能快速的监测到溢油污染，但由于其监测因素氧含量受环境影响较大，精度不是很高。油污的荧光光谱就与人类的指纹一样具有可识别性，可以作为鉴别不同油污种类，确定溢油来源和种类的依据，同时可以缩小溢油的种类可能范围，可为溢油监测提供有力的证据支持。>
技术实现思路
本技术要克服现有技术的上述确定啊，为实现海洋溢油油污在线监测，提供一种基于疏水吸油材料应用荧光光谱原理的油污在线监测装置，利用新研发的光学传感器来搭建一种实时监测疏水吸油材料中油污含量的变化的油污在线监测系统，实现近岸定点在线监测。本技术通过以下技术方案来实现：一方面，本技术提供一种基于疏水吸油材料应用荧光法的油污在线监测方法。所述装置采用在线监测，所述在线油污监测装置中的光学传感器包括电缆装置、通信模块、控制与数据处理模块、信息采集模块、探测装置模块；所述电缆装置给各系统各个模块提供电力并且起着电路连接的作用；所述通信模块负责传输连接的前端模块传出的信息；所述激发装置模块通过装置内LED灯发射光照射油污表面激发油污荧光，荧光反射回来经接收板接收并将接收到的杂光过滤，获得所监测的海面的荧光状况；所述激发装置模块主要分为激发器件和探测器件；所述信息采集模块通过与探测装置模块协同工作，并且将探测器传递的模拟信号转变成数字信号，记录并保存；所述控制与数据处理模块控制各模块协同运动，从所述信息采集模块获取有效信息，数据处理，会将数字信号转化为荧光因子强度信号，输出的荧光因子强度信号值反映出溢油的相关信息。所述光学传感器其发光端部分被疏水吸油材料固定。本技术只接收荧光信号，将荧光信号进行转换成模拟信号，再将杂波和反射波的模拟信号过滤掉，后期再转换成数字信号输出为荧光强度。本技术中所述光学传感器探头上固定的疏水吸油材料先将油污富集，再由所述的光学传感器进行监测，所述的光学传感器探头直接与油污接触，响应时间较快。.基于疏水吸油材料的油污在线监测装置，包括光学传感器、光纤电缆和服务器计算机；所述的光学传感器通过光纤电缆将信号传给服务器计算机；光学传感器的的壳体内腔自前端向后依次装有电信号连接的探测装置2、信息采集模块8、控制与数据处理模块11、通信模块13；探测装置2包括激发装置6和接收装置3，所述的激发装置6中的LED灯7激发特定波长波长的激发光；所述的接收装置3接收油污激发的荧光，所述的接收装置3包括接收板4和接收器5，接收板4将接收到的杂光在有效时间内过滤，接收器5对荧光信号进行接收并转换成相应的模拟信号；壳体1前端在LED灯7的发射方向和接收板4的接收荧光的入射方向都有开口；信息采集模块8包括杂波过滤模块9和A/D转换器10，获取监测的海面荧光光谱的荧光信号值，并将探测器所接收到的模拟信号转换成数字信号，传输给控制与数据处理模块11；控制与数据处理模块11包括嵌入式微处理芯片12，将采集到的荧光信息进行处理，会将数字信号转化为荧光因子强度信号，输出的荧光因子强度信号的峰值反映出溢油的相关信息；通信模块13包括通信前端14和通信后端16，把通信前端14收集到的荧光信息信号增强放大后传输给通信后端16，再传输给服务器计算机。本技术所述在线溢油污染监测装置的工作原理为激发装置模块中的激发装置发射其激发光，照射到具有荧光性的油污上，所述具有荧光性的油污在激发光的作用下发出荧光，再由接收装置将荧光信号值转换成相应的模拟信号；转换成的模拟信号通信模块进行传输，传输到信息采集模块，把当前的模拟信号转换成数字信号，并存储起来。将数据传输至控制与数据处理模块，将数字信息转换成荧光因子强度，会将数字信号转化为荧光因子强度信号，输出的荧光因子强度信号值反映出溢油的相关信息，根据荧光光强来确定被测水体的油污污染程度，荧光波长信号值来确定被测水体的油污污染种类。本技术的使用方法，包括以下步骤：(1)在设定温度下，将未固定疏水吸油材料的光学传感器的发光端部分置于未加入油污的模拟水体中，通过光学传感器获得未加入油污情况下的初始信号值，并记录此时对应的荧光强度信号值I(a.u)；往无油污污染水体中加入一定量的油污，在线监测光学传感器的信号值的变化，随时间变化信号值趋于稳定，并记录该稳定的信号值，绘制随时间变化的信号值曲线；改变加入的油污量，记录稳定的信号值，并绘制随时间变化的监测信号值曲线，一直记录到信号值不再随油污量变化。更换油污种类，按照上述方法，得到不同油污在不同用量情况下的信号值随时间变化曲线；不同油污在吸附阶段具有不同的信号值变化斜率。在光学传感器发光端固定疏水吸油材料，在固定的温度下，将固定疏水吸油材料的光学传感器发光端置于未加入油污的模拟水体中，按照上述方法，在线监测疏水吸油材料中的信号值变化，随时间变化信号值趋于稳定，并记录稳定的信号值，并绘制随时间变化的监测信号值；改变加入的油污量，记录稳定的信号值，并绘制随时间变化的监测信号值曲线，当观察到稳定的信号值不再随着油污量的增加而增加时，表明疏水吸油材料的油污吸附量已经饱和；记录该油污在不同用量情况下的信号值随时间变化曲线；更换油污种类，按照上述方法重复实验，得到不同油污在不同用量情况下的信号值随时间变化曲线；不同油污在吸附阶段具有不同的信号值变化斜率。(2)改变温度，按照步骤(1)的方法得到不同温度下不同油污在不同用量条件下的荧光信号值随时间变化曲线；(3)固定水体温度，将同一光学传感器的发光端置于待测水体中，在线监测疏水材料中信号值变化，绘制信号值随时间变化曲线，等信号值稳定后，将信号值与V0进行比较，若信号值有变化，则表示存在油污污染，根据该温度下吸附起始阶段的信号值变化斜率确定油污类别，再将测得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于疏水吸油材料的油污在线监测装置，其特征在于：包括光学传感器、光纤电缆和服务器计算机；所述的光学传感器通过光纤电缆将信号传给服务器计算机；/n光学传感器的壳体内腔自前端向后依次装有电信号连接的探测装置(2)、信息采集模块(8)、控制与数据处理模块(11)、通信模块(13)；/n探测装置(2)包括激发装置(6)和接收装置(3)，所述的激发装置(6)中的LED灯(7)激发特定波长的激发光；所述的接收装置(3)接收油污激发的荧光，所述的接收装置(3)包括接收板(4)和接收器(5)，接收板(4)将接收到的杂光在有效时间内过滤，接收器(5)对荧光信号进行接收并转换成相应的模拟信号；壳体(1)前端在LED灯(7)的发射方向和接收板(4)的接收荧光的入射方向都有开口；/n信息采集模块(8)包括杂波过滤模块(9)和A/D转换器(10)，获取监测的海面荧光光谱的荧光信号值，并将探测器所接收到的模拟信号转换成数字信号，传输给控制与数据处理模块(11)；/n控制与数据处理模块(11)包括嵌入式微处理芯片(12)，将采集到的荧光信息进行处理，会将数字信号转化为荧光因子强度信号，输出的荧光因子强度信号的峰值反映出溢油的相关信息；/n通信模块(13)包括通信前端(14)和通信后端(16)，把通信前端(14)收集到的荧光信息信号增强放大后传输给通信后端(16)，再传输给服务器计算机。/n...

【技术特征摘要】
1.基于疏水吸油材料的油污在线监测装置，其特征在于：包括光学传感器、光纤电缆和服务器计算机；所述的光学传感器通过光纤电缆将信号传给服务器计算机；
光学传感器的壳体内腔自前端向后依次装有电信号连接的探测装置(2)、信息采集模块(8)、控制与数据处理模块(11)、通信模块(13)；
探测装置(2)包括激发装置(6)和接收装置(3)，所述的激发装置(6)中的LED灯(7)激发特定波长的激发光；所述的接收装置(3)接收油污激发的荧光，所述的接收装置(3)包括接收板(4)和接收器(5)，接收板(4)将接收到的杂光在有效时间内过滤，接收器(5)对荧光信号进行接收并转换成相应的模拟信号；壳体(...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志娟，薛立新，施羽昕，高从堦，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33