基于电磁波的海上溢油类型、厚度探测装置及探测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于电磁波的海上溢油类型、厚度探测装置，包括ARM微处理器、电磁波发生器、电磁波接收器、能量分析模块、波长分析模块、动态分析处理单元、图像采集单元、和信号传输单元，还公开了具体的探测方法，通过向海面发射电磁波，对返回的电磁波强度和波长进行分析，并将其转化为与动态分析处理单元内存储的标准库值单位相应的检测结果，然后将检测结果与动态分析处理单元内存储的标准库值进行比较，用于判定受检区域是海水还是溢油，从而判断溢油是否发生，如果确定发生溢油，确定溢油种类，如水面原油、船用C级油、液压油、润滑油、电动机润滑油、透平油、喷气式飞机油、工艺用油、食用油等，本方法灵敏度高、适应性广。

【技术实现步骤摘要】
基于电磁波的海上溢油类型、厚度探测装置及探测方法
本专利技术涉及海上溢油检测
，具体涉及一种基于电磁波技术的海上溢油检测装置，还涉及该装置进行分析判断溢油类型、厚度探测方法。
技术介绍
随着全球工业化进程的快速推进，人类社会对石油的需求量与日俱增，其开采规模迅速扩大，海上油井数量和海上石油运输量急剧增加。由海上作业、运输和设备等原因造成的海面溢油事件也在不断增加，这加剧了海洋石油污染，进而危害了海洋生物的生存环境，严重威胁着海洋生态环境和渔业资源。漏油事故引起的污染包括石油平台的原油泄漏、沉船造成的燃油排漏等，油污面积大，漏油地点大致明确。但运输船只在海运过程中的非法排放造成的油污污染事先不可预知，由此产生的海面油膜的形状通常是窄而长的条带形，难以察觉。由于海面石油污染对人类生产、生活的影响巨大，因此对海面油膜现象进行实时监测并及时清理是非常必要的。目前，对海面溢油污染的检测手段主要利用SAR(SyntheticApertureRadar，合成孔径雷达)技术进行检测，但该技术在油膜厚度较小、周围舰船等金属目标的旁瓣效应过大时则不适用，因为油膜厚度较小，对后向散射系数的衰减不明显，此时的衰减特性受到斑点噪声的影响较大；油膜周围金属目标的旁瓣效应过大，则会影响油膜区域极化特性的分析。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种灵敏度高、适应性广的基于电磁波的海上溢油类型、厚度探测装置。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：基于电磁波的海上溢油类型、厚度探测装置，包括ARM微处理器，电磁波发生器，连接至所述ARM微处理器，用于接收所述ARM微处理器的控制信号并向受检区域发射固定强度和波长的电磁波；电磁波接收器，连接至所述ARM微处理器，用于接收所述ARM微处理器输出的控制信号和受检区域返回的电磁波信号；能量分析模块，连接至所述ARM微处理器，用于分析判断所述ARM微处理器接收的电磁波的能量强度；波长分析模块，连接至所述ARM微处理器，用于分析判断所述ARM微处理器接收的电磁波的波长；动态分析处理单元，连接至所述能量分析模块和所述波长分析模块，内部存储有各种油的标准库值，用于对接收的电磁波的能量值、波长值进行综合分析校准和对比；图像采集单元，连接至所述ARM微处理器，用于接收所述ARM微处理器的控制信号，并对受检区域的溢油面积进行图像信息采集；信号传输单元，连接至所述动态分析处理单元，用于设备的信号整合处理及外部通讯。作为优选的技术方案，还包括故障诊断和纠错系统，连接至所述ARM微处理器。作为优选的技术方案，还包括防水防爆密封外壳，所述ARM微处理器、所述电磁波发生器、所述电磁波接收器、所述能量分析模块、所述波长分析模块、所述动态分析处理单元、所述图像采集单元、所述信号传输单元和所述故障诊断和纠错系统均封装于所述防水防爆密封外壳内。作为优选的技术方案，所述电磁波发生器包括用于产生固定强度和波长电磁波的LC振荡器，所述LC振荡器的通电导线上连接有发生器触发开关和发生器控制电路，所述LC振荡器上设有用于稳定所述LC振荡器防止其温度升高的冷却套管，所述LC振荡器上还设有用于输出稳定强度和波长电磁波的扩容天线；所述电磁波接收器包括用于接收返回电磁波信号的鞭状天线，所述鞭状天线连接有微处理器，所述微处理器的通电导线上连接有接收器触发开关和接收器控制电路。作为优选的技术方案，所述能量分析模块包括用于将实时采集到的检测值与所述动态分析处理单元内的标准库值进行比较的分析处理单元，所述分析处理单元还连接有前置放大电路、强度核算电路和校准仪。作为优选的技术方案，所述波长分析模块包括用于将电磁波波长值转化为标准值并用于与所述动态分析处理单元内的标准库值进行对比的波长处理单元，所述波长处理单元也连接有对应设置的前置放大电路、波长核算电路和校准仪。作为优选的技术方案，所述动态分析处理单元包括动态分析处理器，所述动态分析处理器内设有上层数据分析模块、滤波算法电路、油品波长模型数据库、污染源模式识别模型。作为优选的技术方案，所述图像采集单元包括图像采集器和单片机。作为对上述技术方案的改进，所述信号传输单元包括基于GPRS、EDGE、WLAN、Wi-Fi、3G或4G技术的无线通信接口。本专利技术还提供了基于电磁波的海上溢油类型、厚度探测装置的探测方法，包括以下步骤，步骤一、通过所述ARM微处理器控制所述电磁波发生器发出固定强度和波长的电磁波至海面；通过所述电磁波接收器接收由海面反射回来的电磁波，并将接收的电磁波信号传送至所述ARM微处理器；步骤二、所述ARM微处理器将接收到的电磁波信号传送至所述能量分析模块进行滤波、能量值校准分析；所述ARM微处理器将接收到的电磁波信号传送至所述波长分析模块进行滤波、波长值校准分析；步骤三、经所述能量分析模块校准分析的电磁波能量值和经所述波长分析模块校准分析波长值分别传送至所述动态分析处理单元，由所述动态分析处理单元进行处理得出与标准库值参数相应的探测结果；步骤四、将探测结果与所述动态分析处理单元内部存储的标准库值进行比对；步骤五、当检测的电磁波波长值超过所述动态分析处理单元内部存储的海水自身波长标定值时，则判断发生溢油，然后根据电磁波波长值、能量值对比标准库内的信息，判断溢油类型和溢油厚度；当所述检测电磁波波长值在所述动态分析处理单元内部存储的海水自身标定值范围内时，则判断未发生溢油。由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：通过向海面发射电磁波，对海面返回的电磁波强度和波长进行分析，并将其转化为与动态分析处理单元内存储的标准库值单位相应的检测结果，然后将检测结果与动态分析处理单元内存储的标准库值进行比较，用于判定受检区域是海水还是溢油，从而判断溢油是否发生，如果确定发生溢油，通过参数对比，确定溢油种类，如水面原油、船用C级油、液压油、润滑油、电动机润滑油、透平油、喷气式飞机油、工艺用油、食用油等，本方法灵敏度高、适应性广。附图说明以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中：图1是本专利技术实施例的结构框图；图2是本专利技术实施例工作流程图。具体实施方式实施例1如图1所示，基于电磁波的海上溢油类型、厚度探测装置，包括ARM微处理器，所述ARM微处理器用于控制电磁波的发生和接收，各模块的启动，联动输出控制信息给所述图像采集单元。电磁波发生器，连接至所述ARM微处理器，用于接收所述ARM微处理器的控制信号并产生固定频率和波长的电磁波，向受检区域发射固定强度和波长的电磁波。具体地，所述电磁波发生器包括用于产生固定强度和波长电磁波的LC振荡器，所述LC振荡器的通电导线上连接有发生器触发开关和发生器控制电路，所述LC振荡器上设有用于稳定所述LC振荡器防止其温度升高的冷却套管，所述LC振荡器上还设有用于输出稳定强度和波长电磁波的扩容天线。所述LC振荡器受所述发生器控制电路控制产生固定强度和波长的电磁波，所述冷却套管用于稳所述LC振荡器，防止长时间工作温度升高，所述发生器触发开关受所述发生器控制电路的控制进行电源接通，激发所述LC振荡器，所述扩容天线还用于对产生的电磁波进行设定。所述电磁波发生器的具体工作过程为：所述发生器控制电路接收所述ARM微处理器的指令，控制所述发生器触发开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于电磁波的海上溢油类型、厚度探测装置，其特征在于：包括ARM微处理器，电磁波发生器，连接至所述ARM微处理器，用于接收所述ARM微处理器的控制信号并向受检区域发射固定强度和波长的电磁波；电磁波接收器，连接至所述ARM微处理器，用于接收所述ARM微处理器输出的控制信号和受检区域返回的电磁波信号；能量分析模块，连接至所述ARM微处理器，用于分析判断所述ARM微处理器接收的电磁波的能量强度；波长分析模块，连接至所述ARM微处理器，用于分析判断所述ARM微处理器接收的电磁波的波长；动态分析处理单元，连接至所述能量分析模块和所述波长分析模块，内部存储有各种油的标准库值，用于对接收的电磁波的能量值、波长值进行综合分析校准和对比；图像采集单元，连接至所述ARM微处理器，用于接收所述ARM微处理器的控制信号，并对受检区域的溢油面积进行图像信息采集；信号传输单元，连接至所述动态分析处理单元，用于设备的信号整合处理及外部通讯。

【技术特征摘要】
1.基于电磁波的海上溢油类型、厚度探测装置，其特征在于：包括ARM微处理器，电磁波发生器，连接至所述ARM微处理器，用于接收所述ARM微处理器的控制信号并向受检区域发射固定强度和波长的电磁波；电磁波接收器，连接至所述ARM微处理器，用于接收所述ARM微处理器输出的控制信号和受检区域返回的电磁波信号；能量分析模块，连接至所述ARM微处理器，用于分析判断所述ARM微处理器接收的电磁波的能量强度；波长分析模块，连接至所述ARM微处理器，用于分析判断所述ARM微处理器接收的电磁波的波长；动态分析处理单元，连接至所述能量分析模块和所述波长分析模块，内部存储有各种油的标准库值，用于对接收的电磁波的能量值、波长值进行综合分析校准和对比；图像采集单元，连接至所述ARM微处理器，用于接收所述ARM微处理器的控制信号，并对受检区域的溢油面积进行图像信息采集；信号传输单元，连接至所述动态分析处理单元，用于设备的信号整合处理及外部通讯。2.如权利要求1所述的基于电磁波的海上溢油类型、厚度探测装置，其特征在于：还包括故障诊断和纠错系统，连接至所述ARM微处理器。3.如权利要求2所述的基于电磁波的海上溢油类型、厚度探测装置，其特征在于：还包括防水防爆密封外壳，所述ARM微处理器、所述电磁波发生器、所述电磁波接收器、所述能量分析模块、所述波长分析模块、所述动态分析处理单元、所述图像采集单元、所述信号传输单元和所述故障诊断和纠错系统均封装于所述防水防爆密封外壳内。4.如权利要求1所述的基于电磁波的海上溢油类型、厚度探测装置，其特征在于：所述电磁波发生器包括用于产生固定强度和波长电磁波的LC振荡器，所述LC振荡器的通电导线上连接有发生器触发开关和发生器控制电路，所述LC振荡器上设有用于稳定所述LC振荡器防止其温度升高的冷却套管，所述LC振荡器上还设有用于输出稳定强度和波长电磁波的扩容天线；所述电磁波接收器包括用于接收返回电磁波信号的鞭状天线，所述鞭状天线连接有微处理器，所述微处理器的通电导线上连接有接收器触发开关和接收器控制电路。5.如权利要求1所述的基于电磁波的海上溢油类型、厚度探测装置，其特征在于：所述能量分析模块包括用于将实时采集到的检测值与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉精，张跃，安有杰，隋迎光，王子义，蒋鹏，杨双欣，黎明，李峰，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，中石化胜利石油工程有限公司，中石化胜利石油工程有限公司海洋钻井公司，
类型：发明
国别省市：北京,11