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原文传递一种LED紫外油膜监测设备和溢油监测方法

专利名称：	一种LED紫外油膜监测设备和溢油监测方法
摘要：	本发明公开了一种LED紫外油膜监测设备和溢油监测方法，监测设备包括LED光源模块、监测模块、对比模块、信号处理模块和电源模块，LED光源模块、监测模块、对比模块分别与信号处理模块连接，电源模块分别与LED光源模块和信号处理模块连接；LED光源模块发出紫外光，照射水面，监测模块和对比模块探测所述LED光源模块照射区域的水面信号，监测模块和对比模块具有不同频率的光谱响应通道；监测模块监测紫外反射光和紫外荧光，对比模块监测紫外荧光；采用紫外反射与紫外荧光组合技术，通过相对阈值设定和溢油监测算法，提高监测灵敏度、降低误报率，减少外界环境变化对设备的影响，实现水面油膜的非接触监测，及时发现溢油事件。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	中国石油化工股份有限公司
发明人：	谢谚;周志国;杨洋洋;牟桂芹;闫茜;王昕喆
专利状态：	有效
申请日期：	2018-05-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201810457336.9
公开号：	CN110487738A
代理机构：	青岛华慧泽专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	张慧芳
分类号：	G01N21/33(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	266071 山东省青岛市市南区延安三路218号
主权项：	1.一种LED紫外油膜监测设备，其特征在于：包括LED光源模块、监测模块、对比模块、信号处理模块和电源模块，所述LED光源模块、监测模块、对比模块分别与信号处理模块连接，电源模块分别与LED光源模块和信号处理模块连接；所述LED光源模块发出紫外光，照射水面，监测模块和对比模块探测所述LED光源模块照射区域的水面信号，监测模块和对比模块具有不同频率的光谱响应通道；监测模块监测紫外反射光和紫外荧光，对比模块监测紫外荧光。 2.根据权利要求1所述的LED紫外油膜监测设备，其特征在于：所述LED光源模块包括LED灯粒和聚光杯，LED灯粒发射的光利用聚光杯汇聚，光谱范围为200-400nm。 3.根据权利要求1所述的LED紫外油膜监测设备，其特征在于：所述监测模块包括第一会聚镜、第一滤光片和用于将光信号转换为电信号的第一光电探测器，光谱范围为200-600nm。 4.根据权利要求3所述的LED紫外油膜监测设备，其特征在于：所述对比模块包括第二会聚镜、第二滤光片和用于将光信号转换为电信号的第二光电探测器，光谱范围为400-600nm。 5.根据权利要求4所述的LED紫外油膜监测设备，其特征在于：所述信号处理模块包括单片机或DSP，还包括LED光源控制模块、信号运放转换模块、数据运算处理模块和数据接口；电源模块包括电路电源和LED驱动电源，所述LED光源控制模块连接LED驱动电源，控制光源发射频率；信号运放转换模块接收监测模块和对比模块发射的电信号，通过运放和A/D转换，放大信号并输出数字信号；数据运算处理模块通过溢油监测算法，计算出是否有溢油发生，通过数据接口实时传递给上位机。 6.根据权利要求4所述的LED紫外油膜监测设备，其特征在于：所述第一滤光片和第二滤光片均为带通滤光片。 7.一种溢油监测方法，其特征在于，基于权利要求1所述的LED紫外油膜监测设备实现，包括以下步骤： a.LED光源模块发出紫外光，照射水面；监测模块基于紫外反射原理和荧光原理接收紫外反射信号和荧光信号得到信号A；对比模块基于紫外荧光原理接收激发的荧光信号得到信号B；通过将两路信号相加获得增强信号(A+B)，将两路信号相减获得参考信号(A-B)； b.分别设定荧光阈值1和反射阈值2； c.根据公式计算R值，通过信号比值R与设定的荧光阈值1判断水面油膜情况； d.设定两个时刻监测到反射信号的差值ΔA，ΔA＝A2-A1，其中第一监测周期监测到信号A1，第二监测周期监测到信号A2；ΔA与设定的反射阈值2进行对比，进而判断水面油膜情况； e.设定不同环境下的溢油监测算法甲和乙；甲算法：在采样周期内，若出现R>阈值1或ΔA>阈值2，进入延时监测周期；在延时监测周期内，加密采样3次，若3次都满足R>阈值1或ΔA>阈值2，报警，并结束延时监测周期；若3次不能全部满足R>阈值1或ΔA>阈值2，不报警，并结束延时监测周期；乙算法：在采样周期内，若出现R>阈值1且ΔA>阈值2，进入延时监测周期；在延时监测周期内，加密采样3次，若3次都满足R>阈值1且ΔA>阈值2，报警，并结束延时监测周期；若3次不能全部满足R>阈值1且ΔA>阈值2，不报警，循环延时监测周期3次；循环监测周期均未报警，结束延时监测周期。 8.根据权利要求7所述的溢油监测方法，其特征在于：将LED紫外油膜监测设备与声光报警器、CCTV摄像头或应急控制阀门连接，在判定溢油发生的情况下分别实现：启动声光报警器向现场工作人员报警，启动CCTV摄像头进一步判定溢油情况，启动控制阀门防止溢油扩散。 9.根据权利要求7所述的溢油监测方法，其特征在于：将LED紫外油膜监测设备通过有线或无线通讯方式与监控系统连接，监控系统可与多个LED紫外油膜监测设备连接组网，也可以集成水流、风力和潮汐传感器，形成连续、实时、大范围、立体的监控区域；监控系统可集成监控区域的环境敏感点信息和应急资源信息，并实现信息的动态管理。 10.根据权利要求9所述的溢油监测方法，其特征在于：监控系统设有电子地图显示，将监测设备和各类传感器对应显示在电子地图上，并实时提供监测数据；一旦发生溢油，工作人员可利用监控系统实时观察到各个监测点的情况，结合环境敏感点和应急资源情况，为应急救援人员制定针对性的策略，提供应急策略信息支持。
所属类别：	发明专利