基于熒光峰值捕捉原理的溢油檢測系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、二十一世紀(jì)是海洋世紀(jì)，海洋的開發(fā)利用具有重大意義。要開發(fā)利用海洋，首先要保護(hù)海洋，因為海洋是生命的搖籃。隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來越多的海洋油氣資源被開發(fā)利用。海洋運(yùn)輸是石油運(yùn)輸?shù)闹饕绞剑鞣N油類也是海洋運(yùn)輸?shù)闹饕獎恿碓?。隨著人類海上活動范圍的逐漸擴(kuò)大和日益頻繁，海洋油類污染已經(jīng)成為了海洋污染的主要來源之一，影響了海洋生態(tài)環(huán)境。為了實現(xiàn)對海洋溢油事故進(jìn)行及時準(zhǔn)確的處理，就需要對海面溢油進(jìn)行監(jiān)測，并及時地通知相關(guān)工作人員溢油地區(qū)的具體位

2、置和氣象信息，以減小事故造成的損失和危害。
　　本文設(shè)計的非接觸式熒光法海面溢油監(jiān)測設(shè)備，采用普通氙燈光源代替激光，以及采用物理方法和軟件方法實現(xiàn)環(huán)境光的濾除，并基于熒光峰值捕捉原理實現(xiàn)了海面溢油的有效實時監(jiān)測。解決的主要問題及相關(guān)技術(shù)有:
　　(1)分析基于熒光法油類檢測方法，為設(shè)備研制奠定理論基礎(chǔ)
　　首先分析了國際和國內(nèi)的溢油檢測現(xiàn)狀，并比較了各種溢油檢測方法，最終確定使用熒光法進(jìn)行檢測。由于基于激光的熒光產(chǎn)生方

3、式和基于光譜儀的熒光檢測方法不適用于現(xiàn)場檢測，提出了本文所述的非激光式熒光激發(fā)和非光譜儀式熒光檢測方法。
　　(2)搭建發(fā)射接收光路和峰值捕捉電路，解決系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵問題
　　利用氙光燈和濾光片的組合搭建模擬激光發(fā)射光路，解決了熒光的激發(fā)源問題;利用光電倍增管和濾光片的組合，解決了環(huán)境光的初步濾除和熒光的光電轉(zhuǎn)換問題;設(shè)計并搭建了峰值捕捉電路，解決了熒光峰值捕捉問題。為設(shè)備的研制奠定了基礎(chǔ)。
　　(3)硬件和軟件相互

4、配合，完成系統(tǒng)設(shè)計
　　硬件方面以STM32F107作為主控單元，配合超聲波測距模塊、GPS/GPRS模塊、聲光報警燈等多種外設(shè)完成水面溢油的監(jiān)測報警。軟件方面基于μC/OSⅡ操作系統(tǒng)設(shè)計了嵌入式下位機(jī)軟件，完成對數(shù)據(jù)的高速處理以及對硬件的控制。系統(tǒng)設(shè)計充分考慮到無人值守、實時性、低功耗等要求，能自主獨立完成水面溢油的監(jiān)測和報警。
　　本文解決了水面溢油檢測中的一些關(guān)鍵問題。利用所設(shè)計的設(shè)備進(jìn)行的大量實驗說明，所設(shè)計的溢油監(jiān)