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原文传递一种多通道污染排放应急遥测成像系统及方法

专利名称：	一种多通道污染排放应急遥测成像系统及方法
摘要：	本发明公开了一种多通道污染排放应急遥测成像系统，光学导入单元用于同步获取可见图像、紫外光谱、激光测距、红外热成像；所述紫外光谱采集系统用于接收光学导入单元的数据信息并通过多束光纤传输到高分辨光谱仪中；所述高分辨光谱仪将接收的大气散射光经光栅分光成像在CCD探测器上，并经模数转换后由计算机进行光谱处理；所述光学导入单元、紫外光谱采集系统放置于高精度扫描平台上；所述高精度扫描平台为配置有步进电机和方位角调整电机的转动平台，其用于根据不同方向、不同高度的目标调整仰角及方位角。本发明可以实现对污染事件突发排放的快速、多组分遥测，获得污染气体具有空间分辨的二维分布状况。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	中国科学院合肥物质科学研究院
发明人：	徐晋;谢品华;李昂;刘文清;张英华;吴子扬;张强
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201811543866.1
公开号：	CN110095423A
代理机构：	合肥兴东知识产权代理有限公司
代理人：	王伟
分类号：	G01N21/33(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	230031 安徽省合肥市蜀山区蜀山湖路350号
主权项：	1.一种多通道污染排放应急遥测成像系统，其特征在于，包括光学导入单元、紫外光谱采集系统、高精度扫描平台(11)、多束光纤(8)、高分辨光谱仪(9)、CCD探测器、计算机(12)；所述光学导入单元用于同步获取可见图像、紫外光谱、激光测距、红外热成像；所述紫外光谱采集系统用于接收光学导入单元的数据信息并通过多束光纤(8)传输到高分辨光谱仪(9)中；所述高分辨光谱仪(9)将接收的大气散射光经光栅分光成像在CCD探测器上，并经模数转换后由计算机(12)进行光谱处理；所述光学导入单元、紫外光谱采集系统放置于高精度扫描平台(11)上；所述高精度扫描平台(11)为配置有步进电机和方位角调整电机的转动平台，其用于根据不同方向、不同高度的目标调整仰角及方位角。 2.根据权利要求1所述的多通道污染排放应急遥测成像系统，其特征在于，所述紫外光谱采集系统的光路上依次配置了滤光片(5)、准直透镜(6)、聚焦透镜(7)。 3.根据权利要求2所述的多通道污染排放应急遥测成像系统，其特征在于，所述滤光片(5)、准直透镜(6)、聚焦透镜(7)均采用石英材料。 4.根据权利要求2所述的多通道污染排放应急遥测成像系统，其特征在于，所述滤光片(5)为300nm-500nm紫外滤光片。 5.根据权利要求1所述的多通道污染排放应急遥测成像系统，其特征在于，所述光学导入单元为四通道同轴集成设计，其包括紫外光谱镜头(1)、可见光镜头(2)、红外热像仪镜头(3)和激光测距仪镜头(4)。 6.根据权利要求5所述的多通道污染排放应急遥测成像系统，其特征在于，所述的光学导入单元可实时采集目标区域的大气散射光谱，并结合数据反演软件实时输出浓度信息，所得浓度与可见图像进行实时空间匹配成图并显示；同时激光测距仪给出距离信息，红外热像仪通道输出热成像结果。 7.根据权利要求1所述的多通道污染排放应急遥测成像系统，其特征在于，还包括恒温箱(10)；所述高分辨光谱仪(9)密封于恒温箱(10)内。 8.根据权利要求1所述的多通道污染排放应急遥测成像系统，其特征在于，所述高精度扫描平台(11)的导光系统可根据目标的空间范围调整扫描精度和扫描速度，从而获得高分辨的空间分布信息，水平扫描角度范围-180°-180°，垂直扫描范围0-90°，扫描精度0.05°。 9.根据权利要求1所述的多通道污染排放应急遥测成像系统，其特征在于，所述的多束光纤(8)采用直径为100um石英光纤束耦合而成，光纤束数值孔径采用与前置望远镜、后置光谱仪F数相匹配的组合设计。 10.一种根据权利要求1-9任一所述的多通道污染排放应急遥测成像方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、首先，安装在高精度扫描平台上的遥测装置首先对准待测目标获得目标区域的可见图像及距离信息； S2、再通过扫描平台对目标区域进行高精度扫描，利用紫外可见光谱通道采集透过目标的大气散射光谱； S3、采光望远镜对准目标物采集经过目标的(测量谱)和目标以外的大气散射太阳光谱，应用最小二乘法解析出目标区域排放的污染物浓度； S4、随着平台的高精度扫描，可得出目标区域内污染物的浓度分布信息； S5、最后，结合可见图像信息，将污染物浓度与可见图像进行匹配，进而获得目标区域污染物排放的空间分布的信息。
所属类别：	发明专利