光谱干涉式海水密度传感器的动态性能

1

作者 白小雪 王鑫 +3 位作者 张牧子 王梦真 苏娟 吴锜 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第5期351-358,共8页

光学传感器在海水密度测量中具有抗电磁干扰和高灵敏度等优势,光学折射率法能够直接测量海水密度,并对非离子溶质的影响更为敏感,从而提高测量的准确性。然而,在动态海洋环境中,传感器的测量稳定性可能受到流体流动的影响,因此提高传感... 光学传感器在海水密度测量中具有抗电磁干扰和高灵敏度等优势,光学折射率法能够直接测量海水密度,并对非离子溶质的影响更为敏感,从而提高测量的准确性。然而,在动态海洋环境中,传感器的测量稳定性可能受到流体流动的影响,因此提高传感器的抗流动干扰能力是确保其测量精度的关键问题。为此,提出了一种抗流设计,并通过实验验证了其有效性。首先,在实验室水池环境中,研究了传感器在不同流速条件下的测量标准差和波动范围,以评估其抗流动能力。随后,在海洋观测现场开展剖面实验,将传感器测量的密度数据与温-盐-深传感器计算的密度进行对比,分析其在动态环境中的测量一致性。实验结果表明,在不同流速条件下,传感器的测量标准差保持在1×10^(-3)kg/m^(3)以内,展现出良好的抗流动干扰能力。在现场剖面实验中,光学传感器与温-盐-深传感器测量的密度之间的差异低至4×10^(-3)kg/m^(3),进一步验证了抗流设计在动态环境中的适用性。本研究为光学海水密度传感器的抗流动优化提供了实验依据,并为实际海洋观测中的动态密度测量提供了技术参考。 展开更多

关键词 光学传感 海水密度 剖面测试 抗流设计

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新型海缆巡检水下机器人浮体设计

2

作者 刘艳贵 傅望安 +2 位作者 王海明 曾崇济 劳文欣 《机械管理开发》 2025年第9期112-114,共3页

针对海上风电场海底电缆巡检的需求,设计一款新型海底电缆巡检水下机器人开展浮体,基于浮力配平理论开展浮体设计,研究了浮材配平理论方法,分析了机器人系统的重心-浮心特性,设计出紧凑型的浮材系统,并验证了所设计浮材系统的合理性,证... 针对海上风电场海底电缆巡检的需求,设计一款新型海底电缆巡检水下机器人开展浮体,基于浮力配平理论开展浮体设计,研究了浮材配平理论方法,分析了机器人系统的重心-浮心特性,设计出紧凑型的浮材系统,并验证了所设计浮材系统的合理性,证实了所采用浮体设计方法的可靠性,以期该浮材设计方法给相关水下机器人设计人员提供参考。 展开更多

关键词 海底电缆 水下机器人 浮体

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体散射函数及衰减系数快速剖面仪的研发及应用

3

作者 李彩 刘聪 +6 位作者 张现清 陈飞 肖志会 杨泽明 郑媛宁 周雯 许占堂 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1-11,共11页

水体体散射函数(volume scattering function, VSF,β(θ,λ))、吸收系数a(λ)及衰减系数c(λ)是海水固有光学特性的基础性参数,基于上述参数可以进一步推算得到水体所有特征性光学特性参数,进而为海洋初级生产力、全球碳循环等基础和... 水体体散射函数(volume scattering function, VSF,β(θ,λ))、吸收系数a(λ)及衰减系数c(λ)是海水固有光学特性的基础性参数,基于上述参数可以进一步推算得到水体所有特征性光学特性参数,进而为海洋初级生产力、全球碳循环等基础和前端领域研究以及水色遥感、水环境监测及灾害预警、水下光场分布、目标追踪、光伏发电等军民融合领域的应用和发展提供重要的数据支撑。受限于体散射函数的强方向性,其测量技术难度大且发展不成熟。文章以高角度分辨率多角度体散射函数及衰减系数高频剖面测量为目标,研发了可同步获取17个角度体散射函数、水体衰减系数、剖面深度及温度信息的快速剖面测量仪(volume scattering and attenuation meter,VSAM),其测量频率最高可达20Hz,体散射函数测量角度范围为10°~170°,角度分辨率10°,剖面最大工作深度200m。利用VSAM对三亚湾和崖州湾水体光学特性分布进行剖面调查研究:整体上,崖州湾和三亚湾水体体散射函数及衰减系数均存在较大的水平、垂直及角度(体散射函数)变化特征;同一水层,自西向东衰减及体散射函数呈递减趋势;同一站位,衰减及体散射函数随剖面深度呈递增趋势;前向10°体散射函数最大,后向120°体散射函数最小,前后向体散射函数相差2个数量级甚至更高。结合同期获取的水体浊度和叶绿素浓度剖面调查结果发现,浊度是崖州湾水体体散射函数及衰减系数显著高于三亚湾的主导贡献者,且上述海域水体浊度与颗粒物散射βp(90°, 650)及衰减cp(6 50)具有很好的线性相关性。VSAM测得的衰减系数及后向体散射函数分别与Viper(Trios公司,德国)及ECO-VSF3 (Seabird公司,美国)测量结果在剖面分布上具有较好的一致性。 展开更多

关键词 体散射函数 衰减系数 剖面测量 三亚湾 崖州湾

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水下成像镜头的光学设计 被引量：31

4

作者 孙传东 李驰 +1 位作者 张建华 陈良益 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 1998年第5期5-11,共7页

水下光学成像技术，如水下摄影、水下电视、水下激光距离选通成像系统等，是海洋研究与开发的得力工具，但由于水对光的散射和吸收等特殊的光学特性，以及使用环境的特殊性，使水下光学成像系统的设计和研制较陆上光学系统有更大的难度... 水下光学成像技术，如水下摄影、水下电视、水下激光距离选通成像系统等，是海洋研究与开发的得力工具，但由于水对光的散射和吸收等特殊的光学特性，以及使用环境的特殊性，使水下光学成像系统的设计和研制较陆上光学系统有更大的难度。本文指出了主要的技术关键，及设计与使用水下光学成像系统时需注意的问题，最后给出了水下电视光学成像系统设计研制的实例。 展开更多

关键词 水下光学成像 水下摄影 光学系统 海洋光学

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探测海洋目标的光学遥感器工作波段选择 被引量：6

5

作者 万志 任建伟 +2 位作者 李宪圣 刘则洵 任建岳 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1864-1868,共5页

在遥感器的研制任务中。工作波段的选择对于目标探测和识别至关重要。针对海洋目标探测这种从大背景下探测小目标的应用，分析了限制目标探测的主要因素。以深海水域舰船目标为例，利用大气辐射传输模型MODTRAN4．0模拟计算了某型号遥... 在遥感器的研制任务中。工作波段的选择对于目标探测和识别至关重要。针对海洋目标探测这种从大背景下探测小目标的应用，分析了限制目标探测的主要因素。以深海水域舰船目标为例，利用大气辐射传输模型MODTRAN4．0模拟计算了某型号遥感器在可见光谱区域内各个波段的目标／背景对比度和信噪比，并以此作为依据得出结论一以海洋目标探测为主要目的的宽波段遥感器的最佳工作波段为0．5～0．9μm。 展开更多

关键词 海洋遥感 光学遥感器 目标探测 波段选择 信噪比

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双通道高光谱地物波谱仪测量水体的遥感反射率 被引量：177

6

作者 汪小勇 李铜基 《海洋技术》 北大核心 2003年第3期20-24,共5页

遥感反射率是描述水体光谱特征的重要参数之一 ,是海洋水色遥感的基础物理量。高光谱地物波谱仪具有通道多、覆盖波长广、通道带宽窄等优点 ,在水体水色特性研究方面具有独特的优势 ,文章在简要介绍水体遥感反射率测量原理基础上 ,对几... 遥感反射率是描述水体光谱特征的重要参数之一 ,是海洋水色遥感的基础物理量。高光谱地物波谱仪具有通道多、覆盖波长广、通道带宽窄等优点 ,在水体水色特性研究方面具有独特的优势 ,文章在简要介绍水体遥感反射率测量原理基础上 ,对几个关键技术问题进行讨论 。 展开更多

关键词 高光谱地物波谱仪 测量 水体 遥感反射率 光谱特征 海洋水色遥感

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水下光谱辐射计光学特性的测试与分析 被引量：5

7

作者 曹文熙 杨跃忠 +4 位作者 柯天存 钟其英 郭永飞 金锡锋 禹秉熙 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期1-10,共10页

为适应高精度水下光学测量的需求 ,设计研制了多通道水下光谱辐射计。该辐射计可同步测量 1 2波段的下行 /上行光谱辐照度和 7波段的上行光谱辐亮度。对该辐射计的主要性能指标 ,如余弦响应特性、浸没因子、光谱辐射精度、稳定性和重复... 为适应高精度水下光学测量的需求 ,设计研制了多通道水下光谱辐射计。该辐射计可同步测量 1 2波段的下行 /上行光谱辐照度和 7波段的上行光谱辐亮度。对该辐射计的主要性能指标 ,如余弦响应特性、浸没因子、光谱辐射精度、稳定性和重复性进行了室内测试和分析 ,用MonteCarlo方法模拟了阴影误差 ,给出并分析了现场实验数据及部分推导的物理量。结果表明 ,该光谱辐射计各波段的中心波长和带宽偏差小于 1 .6nm ,稳定性优于 5 %,阴影误差可控制在 5 %之内 ,具有良好的余弦响应特性 ,满足当前定量化水色遥感现场光辐射测量的技术要求。 展开更多

关键词 水下光谱辐射计 辐射度特性 浸没因子 水色遥感 光学特性

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红外四谱段测温辐射计的电子学设计与实现 被引量：3

8

作者 易波 张建 +6 位作者 屈恩世 谢庆胜 冷寒冰 刘伟 武登山 雷杨杰 王泽峰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期2630-2635,共6页

为了给卫星上的红外辐射计做地面定标检测而设计了一种能自动测量海水表面温度的四谱段红外辐射计。文中针对红外辐射计的电子学系统进行了详细的设计,通过分光调制分别对3.5~4μm，8~13μm，10.3~11.3μm，11.5~12.3μm 4种波段的红外... 为了给卫星上的红外辐射计做地面定标检测而设计了一种能自动测量海水表面温度的四谱段红外辐射计。文中针对红外辐射计的电子学系统进行了详细的设计,通过分光调制分别对3.5~4μm，8~13μm，10.3~11.3μm，11.5~12.3μm 4种波段的红外辐射进行采集和处理，利用双黑体标准辐射源实时自动校正系统参数和相应算法计算出当前海水表面的温度，并能在PC机上实时显示温度和保存数据的一种红外辐射系统。另外，通过A/D采样设计保证了系统采样分辨率0.1 K的要求。最后，通过分析该辐射计在南海所获得的数据，得到该系统满足了测温精度依0.5 K的技术指标要求。 展开更多

关键词 四谱段 红外辐射计 A D采样 海洋表面温度

原文传递

紫外线测量技术 被引量：6

9

作者 王项南 王晶 李超 《海洋技术》 2007年第2期11-13,22,共4页

文章介绍了自然环境下紫外线辐射强度的计算方法和紫外线的测量原理,以及太阳光照射下的试验数据分析方法,提出了适用于海滨浴场等场所的紫外线辐射强度测量仪的设计思路和系统构成。

关键词 紫外线 传感器 辐射强度 测量

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水下光辐射测量的阴影效应及其校正方法研究 被引量：2

10

作者 吴廷芳 曹文熙 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期42-51,共10页

用后向Monte Carlo模拟方法计算多仪器水下光学系统测量水体向上辐亮度和辐照度时由测量系统阴影导致的误差,给出了这种误差与入射太阳光相对于仪器的水平方位角之间的关系,给出了测量船对测量的影响与入射太阳光天顶角之间的关系.提出... 用后向Monte Carlo模拟方法计算多仪器水下光学系统测量水体向上辐亮度和辐照度时由测量系统阴影导致的误差,给出了这种误差与入射太阳光相对于仪器的水平方位角之间的关系,给出了测量船对测量的影响与入射太阳光天顶角之间的关系.提出了一种辐亮度仪器自阴影误差的多光谱校正方法,模拟结果表明校正后误差小于5％. 展开更多

关键词 水下光辐射测量 阴影效应 校正方法 入射太阳光 水平方位角 辐亮度计 自阴影误差

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利用臭氧氧化发光光谱特征检测水质污染 被引量：2

11

作者 侯广利 刘岩 +3 位作者 蒋慧略 高杨 徐珊珊 尤小华 《海洋技术》 2006年第2期117-120,共4页

利用不同的污染物质在被臭氧氧化时发光特性不同的原理检测水质污染。检测出来的发光光谱与不同污染源的特征光谱进行对比,辅助发光时序等特征,检测几种污染物的含量和确定污染源。对涉及的有关技术问题进行了探讨。

关键词 水质污染 臭氧氧化发光 光谱

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机载激光水下探测概况 被引量：7

12

作者 辜建辉 《激光技术》 CAS CSCD 1992年第4期229-234,共6页

机载激光探测技术自60年代中后期在美国、澳大利亚等国率先出现后,得到了比较迅速的发展。它与传统的声纳探测技术相比,具有战术机动性强、探测速度快、特别适用于近海水域探测等优点。这一技术在民用方面也存在比较广泛的应用。

关键词 机载激光 水域 海洋 探测

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用于太阳紫外辐射测量传感器的设计 被引量：1

13

作者 王晶 王项南 +1 位作者 石建军 李超 《海洋技术》 2008年第4期50-52,共3页

介绍了太阳紫外辐射的测量原理,为了提高入射光学系统的余弦响应特性而设计的余弦漫射器,以及等效辐射平面位置的计算方法。设计了适用于海滨浴场等场所的太阳紫外线辐射传感器的光学系统结构,研制了试验样机,开展了相应的试验,并对试... 介绍了太阳紫外辐射的测量原理,为了提高入射光学系统的余弦响应特性而设计的余弦漫射器,以及等效辐射平面位置的计算方法。设计了适用于海滨浴场等场所的太阳紫外线辐射传感器的光学系统结构,研制了试验样机,开展了相应的试验,并对试验结果进行了分析。 展开更多

关键词 紫外线 传感器 漫射器 等效辐射平面 光谱辐射测量

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激光的水下传输特性及其在测量中的应用 被引量：4

14

作者 李田泽 《应用光学》 CAS CSCD 1998年第1期17-21,共5页

对激光在水介质中传输的光学特性进行分析，在此基础上，给出用于水下测量的激光测量系统及测量结果，并对激光在未来海洋探测方面的应用作了展望。

关键词 激光 光学特性 测量系统 海洋探测 水下传输

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组合型水光仪器的阴影和姿态对水光测量的影响 被引量：2

15

作者 吴廷芳 《海洋技术》 2000年第3期26-30,共5页

本文用后向 Monte- Carlo方法模拟了有水光测量仪器存在的水体中的光场 ,计算了在 L u和Eu测量时仪器阴影误差与仪器在水平面内旋转角的关系 ,仪器倾斜时的辐亮度阴影误差与倾斜角的关系和阴影误差与深度的关系 ,高精度的水光测量在测... 本文用后向 Monte- Carlo方法模拟了有水光测量仪器存在的水体中的光场 ,计算了在 L u和Eu测量时仪器阴影误差与仪器在水平面内旋转角的关系 ,仪器倾斜时的辐亮度阴影误差与倾斜角的关系和阴影误差与深度的关系 ,高精度的水光测量在测量过程中和处理数据时应该解决好这个问题。 展开更多

关键词 水光仪器 阴影 姿态 影响 水光测量

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应用于龟山岛热液喷口探寻的散射光式水下浊度仪研制

16

作者 秦华伟 周红伟 +2 位作者 叶瑛 潘依雯 杨厉昆 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期76-80,共5页

位于台湾岛东北部的龟山岛热液区属浅水型海底热液活动区,已探明有超过30处的热液喷口分布在约10—30m的水深范围内。通过机械封装、硬件电路以及配套软件的设计和加工,自制了散射光式水下浊度仪;2011年5月25—30日,使用该浊度仪,对龟... 位于台湾岛东北部的龟山岛热液区属浅水型海底热液活动区,已探明有超过30处的热液喷口分布在约10—30m的水深范围内。通过机械封装、硬件电路以及配套软件的设计和加工,自制了散射光式水下浊度仪;2011年5月25—30日,使用该浊度仪,对龟山岛附近海域进行了拖航作业,在此次作业的东北方向发现一处新的热液喷口(24°50′09″N、121°58′08″E);海试结果表明,该水下浊度仪对于浊度较大海域有探测能力,对浊度较小海域的探测精度不高,还有待进一步改进。 展开更多

关键词 龟山岛 热液喷口 散射光式 浊度仪

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SLM-1型走航式海面照度计的研制

17

作者 钟其英 梁伟明 +8 位作者 张福生 杨虹 卢桂新 柯天存 陈维钧 邓崇仁 何锡年 刘光昌 潘平 《热带海洋》 CAS CSCD 1990年第3期66-73,共8页

本文介绍一种采用微机控制、可在船只走航时自动测量、记录和存储不同时间位置的海而照度值的仪器——走航式海面照度计。在研制过程中主要解决了船只在走航测量海面照度的同时,确定和记录船只方位和克服船只摇摆的影响等技术问题,文中... 本文介绍一种采用微机控制、可在船只走航时自动测量、记录和存储不同时间位置的海而照度值的仪器——走航式海面照度计。在研制过程中主要解决了船只在走航测量海面照度的同时,确定和记录船只方位和克服船只摇摆的影响等技术问题,文中叙述了具体技术方案。 展开更多

关键词 走航式 海面 照度计 SLM-1型

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基于微结构图像的风生微尺度波频率谱初探

18

作者 贾永君 张杰 王岩峰 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期74-78,共5页

利用海面微结构光学测量装置实验获取到的微尺度波图像来给出风生微尺度波的波数谱,在此基础上利用频散关系建立微尺度波波数谱和频率谱之间的关系,最终得到微尺度波频率谱。对微尺度波的频率谱随频率变化的响应进行了研究,发现频率谱... 利用海面微结构光学测量装置实验获取到的微尺度波图像来给出风生微尺度波的波数谱,在此基础上利用频散关系建立微尺度波波数谱和频率谱之间的关系,最终得到微尺度波频率谱。对微尺度波的频率谱随频率变化的响应进行了研究,发现频率谱与频率的α次方成正比关系,α的值随风速的增加而增加,同一风速下α几乎为定值。 展开更多

关键词 频率谱 微结构图像 微尺度波

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海洋光学测量仪器保护框架强度的分析计算

19

作者 邓崇仁 柯天存 +1 位作者 杨跃忠 黄秉馨 《海洋技术》 北大核心 2001年第2期24-29,共6页

海洋光学测量仪器的保护框架既要有足够强度 ,又要自屏蔽效应小 ,这是一对矛盾的要求。本文主要以海洋86 3项目中的“海水层光学测量仪”保护框架为例进行分析 ,提出计算方法 ,并给出计算结果 。

关键词 强度 海洋光学测量仪器 保护框架 自屏蔽效应

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剖面法测量近岸水体遥感反射率的新方法 被引量：10

20

作者 李铜基 陈清莲 +1 位作者 汪小勇 杨安安 《海洋技术》 北大核心 2004年第3期1-4,9,共5页

光学剖面法是测量遥感反射率的首选方法。根据我国近岸水体的特点 ,提出采用下行辐照度剖面补偿剖面测量时环境影响的方法 ,估算水面之下遥感反射率 [rrs (λ) ]。从对实际测量数据的应用效果可见 ,同站位多次测量的 rrs (λ) ,其相对... 光学剖面法是测量遥感反射率的首选方法。根据我国近岸水体的特点 ,提出采用下行辐照度剖面补偿剖面测量时环境影响的方法 ,估算水面之下遥感反射率 [rrs (λ) ]。从对实际测量数据的应用效果可见 ,同站位多次测量的 rrs (λ) ,其相对偏差可控制在 1 0 展开更多

关键词 光学剖面法 近岸水体 偏差 遥感反射率 测量数据

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