基于激光诱导荧光及拉曼散射的海水油污检测方法研究

发布时间：2020-12-22 01:09

　　随着近年来海洋资源开发速度的不断提高,大量石油的开采、运输及使用使得海洋石油污染日益严重,其中海上溢油是最严重的污染原因之一。海上溢油事故发生后,及时获取溢油种类及溢油厚度的精确信息,对于制定快速有效的控制措施具有十分重要的指导意义。激光诱导荧光技术作为一种主动光学探测技术,非接触式、速度快、精度高及其获得荧光信息的独特性,使得该技术成为目前最重要且最有效的溢油监测方法之一。首先,本文对基于激光诱导荧光及拉曼散射的海水油污检测方法进行了研究,分析了激光诱导荧光探测油污的基本原理及油膜厚度反演规律,提出改进荧光拉曼比值法测油厚原理。基于激光诱导荧光光谱技术,采用两套海洋激光遥感探测仪作为实验测量工具,搭建了远距离水面油膜测量系统,实现了油膜厚度的远距离激光荧光探测。其次,本文采用基于梯度的信息散度光谱匹配识别算法实现油膜识别,该算法能够从整体上反映荧光光谱曲线差异的同时兼顾反映局部特征的变化。在理论分析的基础上编写了基于LabVIEW的油膜识别应用程序,以实验室测得的油膜荧光光谱作为自建样本标准库,通过对不同油品油膜光谱进行实验分析,验证识别精确度。最后,以激光遥感测油膜厚度原理为依据,... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

AOL3系统示意图

图 2-4 散射过程中的量子跃迁水的拉曼散射特性分子是极性很强的分子，单个水分子以 H2O 存在时，有两个施主中主中心 O，由于其很强的偶极矩使得水分子之间常常相互缔结成氢分子簇。水分子簇受到光的辐射时，分子间的氢键被水分子的热运动团的结构处于持续变化中，水分子整体处于无序和有序的统计平衡振动方式有三种，两种伸缩振动和一种弯曲振动，如下图 2-5 所示氧原子 氧原子氧原子氢原子 氢原子氢原子（a）对称伸缩振动 （b）反对称伸缩振动 （c）弯曲振动图 2-5 水分子振动方式

删除0值梯度向量计算匹配度输出匹配结果否是否存在梯度为0的向量结束是图 3-2 光谱匹配算法软件流程图于在求取光谱数据的梯度向量时会出现 0 值在取对数函数时无意义，在中会显示 NaN 导致软件无法运行，因此在编写软件时必须剔除值为 0 的。光谱数据梯度向量中的 0 值数据对于整个光谱匹配结果是没有影响的


本文编号：2930855