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| 1 | 一种面向港口溢油监测的小型激光荧光遥测系统显示文摘目前,针对港口溢油巡航监测缺乏行之有效的技术手段。为探索激光诱导荧光光谱技术应用于港口溢油监测的可行性,以微型光纤光谱仪搭建小型激光荧光遥测实验系统,并对其性能进行测试分析。结果发现,在光谱仪曝光时间设为最小(1.11 ms)的情况下,环境光对荧光测量仍会产生影响,利用减背景法可以有效去除溢油荧光信号中环境光的影响;在相同条件下,系统测得不同油质溢油样品的荧光光谱表现出不同的光谱特征,轻质油较重质油的荧光峰蓝移、荧光更强;在上述环境光背景影响和光谱测量分析的基础上,进一步测试了系统的信号探测稳定性,结果显示,系统重复测量的相对标准偏差RSD=2.54%,表明该系统具有较好的信号探测稳定性。综上,基于微型光纤光谱仪的小型溢油激光荧光遥测系统可望在近岸港口溢油巡航监测中发挥重要作用。 | 刘德庆 栾晓宁 郭金家 崔廷伟 金久才 郑荣儿 | 2018 | 海洋科学2018，42，1： | 5 |
| 2 | 一种基于波段比值法的海面厚油膜评估方法显示文摘激光诱导荧光(LIF)技术是目前较为有效的海面溢油探测技术之一,然而基于该技术的油膜厚度反演算法目前仅适用于薄油膜(≤20μm)。鉴于此,建立了一种基于LIF技术利用油膜荧光信号评估较厚油膜厚度的双波段比值模型,利用油膜荧光光谱的波形特性反演油膜厚度并论证了该算法的适用范围。实验数据得出,当油膜较薄时反演结果误差较大,随着油膜厚度增加误差逐渐降低,当油膜荧光信号趋于饱和时,误差较大且随油膜厚度的增加而快速变大。实验结果表明,该算法可以有效评估200~1400μm范围内的海面溢油油膜的厚度,并可以利用油膜荧光信号的测量相对误差评估该算法的适用范围。 | 崔永强 孔德明 孔令富 张晓丹 孔德瀚 袁丽 李超 | 2020 | 计量学报2020，41，11： | 3 |
| 3 | 一种基于荧光信号的海面厚油膜评估方法显示文摘油膜厚度是海面溢油污染评估分析的一个重要指标,激光诱导荧光(LIF)技术是目前最有效的海面溢油探测技术之一,基于LIF探测技术的油膜厚度反演算法当下仅有适用于薄油膜(≤10~20μm)的评估方法,而对于较厚油膜(>20μm)的评估目前尚无有效的反演算法。鉴于此,提出一种基于LIF技术适用于较厚油膜的反演算法,该算法采用油膜荧光信号反演油膜厚度,推导了油膜厚度反演公式,并给出了基于该反演算法的油膜厚度评估方法。首先采用最大类间方差算法(Otsu)选取合适的荧光光谱波段,然后根据选取波段内每个波长的光谱数据反演油膜厚度,最后采用反演油膜厚度的平均值作为油膜厚度评估结果。研究了该算法的适用范围,给出了该算法有效评估范围最大值与测量相对误差的关系,并结合消光系数给出了在多种测量误差条件下不同消光系数油品有效评估范围的最大值。通过实验对本文方法进行了验证,选用原油和白油的混合油(1∶50)作为实验油品,以波长为405 nm的激光作为激发光源,采集波长范围为420~750 nm,采集了海水背景荧光和拉曼散射光光谱、实验油品的荧光特征光谱和多种不同厚度的较厚油膜的荧光光谱。采用Otsu算法选取420~476 nm波段评估油膜厚度,在实验油品油膜厚度≤800μm时,该算法对油膜厚度的评估具有较高的精度,平均误差为10.5%;在油膜厚度>800μm时,平均误差为28.8%,评估误差较大且随油膜厚度的增加快速变大,该实验结果与利用测量相对误差和消光系数的分析结果一致。实验结果表明,该方法可以实现对海面较厚油膜厚度的有效评估,并可以根据测量相对误差和消光系数判断评估结果的有效性。 | 崔永强 孔德明 张晓丹 孔德瀚 袁丽 | 2021 | 光谱学与光谱分析2021，41，1： | 2 |
| 4 | USV-LIF遥测系统的控制系统设计与实现显示文摘无人船作为一种新型平台,在海洋环境监测中具有布放灵活、自动测量等优势。对于近岸港口等溢油事故发生频繁区域的环境监测,相比于传统的机载和船载溢油激光荧光遥感技术,采用无人船平台搭载激光荧光传感器进行探测更为方便有效。本文对基于无人船的激光荧光(USV-LIF)遥测系统进行总体方案设计,并详细设计了其控制系统,该系统包括岸基远程控制模块和USV-LIF现场机控制模块两部分。利用无线网络通信链路实现从岸基终端对USV-LIF现场机的远程控制与通信,并通过现场机的控制模块实现对USV-LIF现场机的仪器状态控制、数据采集以及时序控制等功能。在实验室条件下,对USV-LIF遥测系统的整体运行、远程控制数据传输以及系统长时间连续工作进行了模拟联调测试,结果表明,所研发的控制系统的功能基本达到了现场探测需求。 | 刘德庆 栾晓宁 叶旺全 刘晓瑞 金久才 郑荣儿 | 2019 | 中国海洋大学学报(自然科学版)2019，49，4： | 1 |
| 5 | 海面水包油乳化液溢油量等效估算方法研究显示文摘激光诱导荧光(LIF)是一种主动光学探测技术,该技术已在海面未乳化溢油油种鉴别及油膜厚度评估方面取得了一定的研究成果,但乳化溢油的监测理论基础和探测方法尚未成熟。溢油乳化物的量化会直接影响溢油污染的应急处理和灾害评估,但目前对溢油乳化液溢油量的计算尚未有研究报道。本文以水包油乳化液为研究对象,基于等效思想,根据油量相等建立了水包油乳化液与油膜的荧光检测等效模型,并依据光的辐射传输机理推导出等效油膜厚度的估算公式,最后采用仿真实例对估算方法的适用性和有效性进行了验证。实验结果表明,当水包油乳化液含油率小于12×10^(-6),厚度小于5.98 cm时,利用所提出的等效方法能有效计算出水包油实际溢油厚度。该方法可为海面乳化溢油量的估算提供一种创新性的方法,具有良好的借鉴意义和实际应用价值。 | 仲美玉 袁丽 孔德明 马勤勇 孔令富 | 2023 | 海洋通报2023，42，3： | 0 |
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