(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210527678.X (22)申请日 2022.05.16 (71)申请人 青岛汇海聚新科 学仪器有限公司 地址 266041 山东省青岛市李沧区大崂路 1002号2单元103户 (72)发明人 李兆涛　高晓岩　 (74)专利代理 机构 青岛清泰联信知识产权代理 有限公司 3725 6 专利代理师 杨烨 (51)Int.Cl. G01N 21/64(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 水面油膜监测装置及方法 (57)摘要 本申请涉及一种水面油膜 监测装置及方法， 其中， 该装置主体内部包括： 多个激发光单元， 用 于发射预设波段的紫外光； 荧光接收单元， 用于 接收荧光信号并转换为荧光电信号； 信号处理单 元， 电性连接激发光单元、 荧光接收单元， 信号处 理单元用于同步驱动多个激发光单元和/或接收 荧光电信号并经滤波处理、 放大处理、 模 数转换、 解调处理输出荧光光谱信号； 测距单元， 用于测 量装置主体距离水面的垂直距离并输出距离信 息； 数据采集传输单元， 电性连接激发光单元、 荧 光接收单元、 信号处理单元及测距单元， 数据采 集传输单元根据荧光光谱信号及距离信息进行 判断后输 出报警信号。 本申请通过距离信息修正 该判断结果， 实现提高现场监测灵敏性和准确 性。 权利要求书1页 说明书6页 附图4页 CN 114965398 A 2022.08.30 CN 114965398 A 1.一种水面油膜监测装置， 包括装置主体， 其特 征在于， 所述装置主体内部包括： 多个激发光单 元， 用于发射预设波段的紫外光； 荧光接收单 元， 用于接收荧光信号并转换为 荧光电信号； 信号处理单元， 电性连接所述激发光单元、 荧光接收单元， 所述信号处理单元用于同步 驱动多个所述激发光单元和/或接 收所述荧光电信号并经滤波处理、 放大处理、 模数转换、 解调处理输出荧 光光谱信号； 测距单元， 用于测量所述装置主体距离水面的垂直距离并输出距离信息； 数据采集传输单元， 电性连接所述激发光单元、 荧光接收单元、 信号处理单元及测距单 元， 所述数据采集传输单 元根据所述 荧光光谱信号及距离信息进行判断后输出报警信号。 2.根据权利要求1所述的水面油膜监测装置， 其特征在于， 多个所述激发光单元基于一 光源固定面对称均匀分布， 所述荧光接收单元固定 设置于多个所述激发光单元的几何中心 处。 3.根据权利要求2所述的水面油膜监测装置， 其特征在于， 所述荧光接收单元进一步包 括： 沿荧光光路依次设置的荧光透镜、 荧光滤光片及探测器， 所述荧光信号经所述荧光透镜 汇聚后经 所述荧光滤光片到 达所述探测器， 通过 所述探测器转换为 荧光电信号。 4.根据权利要求3所述的水面油膜监测装置， 其特征在于， 所述激发光单元通过光源固 定板设置于所述装置主体内， 通过微调所述光源固定板使多个所述激发光单元输出的光束 交汇于一预设位置， 且交汇后所述 光束的光斑直径最小。 5.根据权利要求4所述的水面油膜监测装置， 其特征在于， 所述探测器通过安装底板设 置于所述装置主体内， 且所述 安装底板与所述 光源固定 板设置于同一平面。 6.根据权利要求4所述的水面油膜监测装置， 其特征在于， 所述预设位置为所述装置主 体的安装位置距离水面的高度变化差 △h的二分之一处。 7.根据权利要求5或6所述的水面油膜监测装置， 其特征在于， 所述探测器的焦距通过 固定垫片微调。 8.根据权利要求1所述的水面油膜监测装置， 其特征在于， 还包括一图像采集单元， 电 性连接所述数据采集传输单元， 所述图像采集单元用于拍摄获取所述目标区域的图像数 据。 9.一种水面油膜监测方法， 基于权利要求1 ‑8中任一项所述的水面油膜监测装置， 其特 征在于， 包括： 紫外光发射步骤， 同步启动并调制多个所述激发光单元发射预设波段的紫外光至所述 目标区域水面； 荧光接收步骤， 通过所述荧光接收单元接收荧光信号并输出为荧光电信号， 所述荧光 电信号经 所述信号处 理单元处理输出为 荧光光谱信号； 距离信息获取步骤， 通过 所述测距单 元读取所述距离信息； 水面溢油 预警步骤， 根据所述荧光光谱信号、 所述距离信息判断水面是否有溢油 出现 并输出预警信号。 10.根据权利要求9所述的水面油膜监测方法， 其特征在于， 所述数据采集传输单元预 存有不同油品在不同高度下 的荧光强度、 常规塑料垃圾的荧光强度， 以结合所述荧光光谱 信号及所述距离信息判断水面是否有溢油。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114965398 A 2水面油膜监测装 置及方法 技术领域 [0001]本申请涉及 光电探测技术领域， 特别是涉及一种应用于钻井平台的水面油膜监测 装置及方法。 背景技术 [0002]随着经济 的发展和技术的提高， 人类对石油的需求量也在不断增加， 作为在地球 大部分面积的海洋， 也是人类开采石油的重点区域。 但是， 随着海洋石油的开发、 海上运输 石油量的增加， 海洋环境受溢油污染的可能性也大大增加， 基本每年都有石油或成品油运 输船舶泄 露和碰撞、 海上石油钻井平台泄 露等导致的海洋环境 严重污染数据； [0003]随着科学技术的发展， 目前港口码头已基本通过光学遥感技术实现了水面溢油监 测的全天候24H监测， 但海上钻井平台受制于潮差大、 距离远等困难， 一直是全天候水面溢 油监测的难点区域。 发明内容 [0004]本申请实施例提供了一种应用于钻井平台上的水面油膜监测装置及方法， 以实现 更远垂直距离的水面快速检测， 实现及时发现水面溢油事故并提醒现场作业人员第一时间 处理， 减小对环境的破坏。 [0005]第一方面， 本申请实施例提供了一种水面油膜监测装置， 应用于钻井平台， 包括装 置主体， 所述装置主体内部包括： [0006]多个激发光单元， 用于发射预设波段的紫外光， 多个激发光单元同步使用， 弥补了 单个紫外光源功率强度的缺陷。 [0007]荧光接收单 元， 用于接收荧光信号并转换为 荧光电信号； [0008]信号处理单元， 电性连接所述激 发光单元、 荧光接收单元， 所述信号处理单元用于 同步驱动多个所述激发光单元和/或接收所述荧光电信号并经滤波处理、 放大 处理、 模数转 换、 解调处理输出荧光光谱信号， 具体的， 所述信号处理单元利用PWM脉冲同步驱动多个所 述激发光单 元， 以通过调制信号控制所述激发光单 元输出的紫外光强度； [0009]测距单元， 用于测量所述装置主体距离水面的垂直距离并输出距离信息； [0010]数据采集传输单元， 电性连接所述激发光单元、 荧光接收单元、 信号处理单元及测 距单元， 所述数据采集传输单元根据所述荧光光谱信号及距离信息进 行判断后输出报警信 号。 具体的， 所述数据采集传输单元基于所述光谱信号判断紫外荧光强度， 根据该紫外荧光 强度判断是否存在油污； 由于所述荧光光谱信号的强度与水面的干净程度、 所述距离信息 均相关， 因此本申请实施例同时通过距离信息修正该判断结果， 以排除水面垃圾等异物的 干扰， 提高现场监测灵敏性和准确性。 [0011]在其中一些实施例中， 多个所述激发光单元基于一光源固定面对称均匀分布， 所 述光源均处于同一平面， 保证光源强度； 所述荧光接 收单元固定设置于多个所述激发光单 元的几何中心处， 所述荧光接 收单元的接收区域被所述激发光单元覆盖， 以最大化利用所说　明　书 1/6 页 3 CN 114965398 A 3