冰层厚度的测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种冰层厚度的测量装置，包括：发射装置、接收装置及数据分析检测系统，发射装置用于向待测冰层发射激光，激光经第一介质传递至待测冰层并部分穿透待测冰层传递至第二介质；接收装置用于接收激光经第一介质与待测冰层的交界面反射的第一信号、及经待测冰层与第二介质的交界面反射的第二信号；数据分析检测系统用于对接收的第一信号和第二信号进行计算，获得冰层的厚度。本发明专利技术的冰层厚度测量装置通过主动发射激光并接收激光回波信号，由于不同介质对激光的反射、折射效率不同，依据接收到的激光回波信号，在水

【技术实现步骤摘要】
冰层厚度的测量装置


[0001]本专利技术涉及激光
，尤其涉及一种冰层厚度的测量装置。

技术介绍

[0002]随着全球温度升高，极地冰层出现消融，水面无冰期时间延长，有望开通极地航道，极地在经济、科研、能源开发等领域的价值日益攀升。与此同时，我国北部流域冬季经常遭受冰凌灾害，对交通运输、水下探测带来很大困难；黄海渤海冬季的海冰也严重影响了海上航行和水下探测活动的开展。因此，冰层厚度检测技术有着广阔的应用前景。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是如何实现冰层的测量，本专利技术提出一种冰层厚度的测量装置。
[0004]根据本专利技术实施例的冰层厚度的测量装置，包括：
[0005]发射装置，用于向待测冰层发射激光，所述激光经第一介质传递至所述待测冰层并部分穿透所述待测冰层传递至第二介质；
[0006]接收装置，用于接收所述激光经所述第一介质与所述待测冰层的交界面反射的第一信号、及经所述待测冰层与所述第二介质的交界面反射的第二信号；
[0007]数据分析检测系统，用于对接收的所述第一信号和所述第二信号进行计算，获得所述冰层的厚度。
[0008]本专利技术的冰层厚度测量装置通过主动发射激光并接收激光回波信号，依据几何光学原理，不同介质存在不同的密度，对激光的反射、折射效率也不同，依据接收到的激光回波信号，在水
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冰、冰
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空界面会有一个较大的突变，将这个波形用高速采样采集下来，再进行数据分析，很容易得到潜航器到冰底部的距离和冰层厚度。
[0009]根据本专利技术的一些实施例，所述第一介质为水，所述第二介质为空气，所述测量装置设于所述待测冰层下方。
[0010]在本专利技术的一些实施例中，所述发射装置为激光器，包括发射准直镜头和激光光源；
[0011]所述接收装置为激光探测接收器，包括：光学成像镜头、可见光探测器、信号处理组件、通讯接口、控制传感器及电源。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，所述通讯接口至少包括以下接口之一：以太网接口、WIFI无线接口、CameralLink接口及光纤传输接口。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，所述控制传感器用于对所述测量装置所处环境的气压、温度、湿度及温度中的至少一个参数进行采集分析。
[0014]根据本专利技术的一些实施例，所述第一介质为空气、所述第二介质为水，所述测量装置设于所述待测冰层上方。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，所述测量装置设有用于把持的把手部。
[0016]根据本专利技术的一些实施例，所述测量装置设有用于安装于承载设备的装配部。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，所述承载装置为潜航器，所述测量装置通过所述装配部安装于所述潜航器的顶部。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，所述测量装置为间隔分布的多个，所述数据分析检测系统基于多个不同位置的所述测量装置发射的激光的反射信号，计算获取冰层间的距离及冰层距离所述测量装置的距离。
附图说明
[0019]图1为根据本专利技术实施例的冰层厚度的测量装置的结构示意图；
[0020]图2为根据本专利技术实施例的冰层厚度的测量装置安装于承载装置示意图；
[0021]图3为根据本专利技术实施例的冰层厚度的测量装置各模块工作流程图。
[0022]附图标记：
[0023]测量装置100，
[0024]发射装置10，发射准直镜头110，激光光源120，
[0025]接收装置20，光学成像镜头210，可见光探测器220，信号处理组件230，电源240，
[0026]承载装置400。
具体实施方式
[0027]为更进一步阐述本专利技术为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本专利技术进行详细说明如后。
[0028]本专利技术中说明书中对方法流程的描述及本专利技术说明书附图中流程图的步骤并非必须按步骤标号严格执行，方法步骤是可以改变执行顺序的。而且，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
[0029]目前，冰层厚度测量的方法有很多，但大多数均需要在冰层上方进行检测，常用的冰层厚度测量技术有钻孔测量法、雷达测量法、声呐测量法、电导测量法、遥感测量法等。这些方法大多用于冰面上测量使用，费时费力且测量精度不高。
[0030]目前缺乏一种精度高、体积小、时效性高的水下冰层测量方法。
[0031]目前适用于水下冰层厚度测量的检测方法，需要携带很大的设备进行操作，而且操作复杂，检测精度低，无法满足潜航器等载体的工作要求。
[0032]针对水下冰层厚度检测手段匮乏的问题，本专利技术提出一种既可用于水下，又可用于水上的冰层厚度检测的装置。对于潜航器或其他载体，本方法采用激光器技术和光谱检测技术，通过光的折射和反射原理，检测出目标冰层的厚度等关键信息。本专利技术结构简单，性能可靠、费用低、精度高，具有很高的应用价值。
[0033]如图1
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图3所示，根据本专利技术实施例的冰层厚度的测量装置100，包括：发射装置10，接收装置20和数据分析检测系统。
[0034]其中，发射装置10用于向待测冰层发射激光，激光经第一介质传递至待测冰层并部分穿透待测冰层传递至第二介质。
[0035]接收装置20用于接收激光经第一介质与待测冰层的交界面反射的第一信号、及经待测冰层与第二介质的交界面反射的第二信号。
[0036]数据分析检测系统用于对接收的第一信号和第二信号进行计算，获得冰层的厚度。
[0037]本专利技术的冰层厚度测量装置100通过主动发射激光并接收激光回波信号，依据几何光学原理，不同介质存在不同的密度，对激光的反射、折射效率也不同，依据接收到的激光回波信号，在水
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冰、冰
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空界面会有一个较大的突变，将这个波形用高速采样采集下来，再进行数据分析，很容易得到潜航器到冰底部的距离和冰层厚度。
[0038]根据本专利技术的一些实施例，第一介质为水，第二介质为空气，测量装置100设于待测冰层下方。也就是说，测量装置100可以设于冰层下方的水中，测量装置100具有良好的防水性能，具备在水下条件正常工作的能力，可以保证在水下正常工作运行。
[0039]在本专利技术的一些实施例中，如图1所示，发射装置10为激光器，包括：发射准直镜头110和激光光源120。发射准直镜头110可用于激光整形，使发射的激光满足使用条件。可以理解的是，本专利技术中并不局限于采用发射准直镜头110进行激光整形，任何形式的整形光学系统只要可在测量装置100中正常使用即可。
[0040]接收装置20为激光探测接收器，包括：光学成像镜头210、可见光探测器220、信号处理组件230、通讯接口、控制传感器及电源240。光学成像镜头210可以配备滤光片，光学成像系统可以采用任何其他不需要主动光源的波段被动采集方式，包括但不限于滤光片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冰层厚度的测量装置，其特征在于，包括：发射装置，用于向待测冰层发射激光，所述激光经第一介质传递至所述待测冰层并部分穿透所述待测冰层传递至第二介质；接收装置，用于接收所述激光经所述第一介质与所述待测冰层的交界面反射的第一信号、及经所述待测冰层与所述第二介质的交界面反射的第二信号；数据分析检测系统，用于对接收的所述第一信号和所述第二信号进行计算，获得所述冰层的厚度。2.根据权利要求1所述的冰层厚度的测量装置，其特征在于，所述第一介质为水，所述第二介质为空气，所述测量装置设于所述待测冰层下方。3.根据权利要求1所述的冰层厚度的测量装置，其特征在于，所述发射装置为激光器，包括：发射准直镜头和激光光源；所述接收装置为激光探测接收器，包括：光学成像镜头、可见光探测器、信号处理组件、通讯接口、控制传感器及电源。4.根据权利要求3所述的冰层厚度的测量装置，其特征在于，所述通讯接口至少包括以下接口之一：以太网接口、WIFI无线接口、CameralLink接口及光纤传...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻徐阳，喻松林，耿林，李江勇，陈刚，李松山，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十一研究所，
类型：发明
国别省市：