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原文传递水下激光致泡收集系统

专利名称：	水下激光致泡收集系统
摘要：	水中塑料垃圾已成为当今海水污染重要来源，现常有被海洋生物吸入例证报道，危及海洋生物自身生存，且被捕捞食用后还危害人类安全。为找到一种适合大面积快速搜集海水中散布塑料垃圾的新方法，本发明利用激光‑水相互作用时发生的汽化效应，在水中造成大量且航迹可控的气泡群，通过气泡的生成与溃灭，造成对气泡群周边塑料悬浮物的吸引、裹挟或推动，达成将其收拢聚集到气泡群中之目的；利用改变水下平台拖曳激光传输光纤的长度，变换水下生成气泡群的位置；利用长度不等多路激光传输光纤组形成一定长度和宽度气泡群，实现大范围塑料垃圾收集；利用改变激光的输出能量、脉宽或重频等，生成不同尺度和密度的气泡，可适应不同尺寸塑料垃圾收集。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京华夏光谷光电科技有限公司
发明人：	刘京郊;侯晓帆;肖林;杜大勇;何耀杰
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201811605840.5
公开号：	CN109911474A
分类号：	B65F5/00(2006.01);B;B65;B65F;B65F5
申请人地址：	100088 北京市海淀区马甸东路19号11层1211室
主权项：	1.本发明涉及一种海水塑料微块的水下激光致泡收集系统，基于激光与水介质相互作用时产生的汽化效应，在水中形成大量的气泡群；通过水下气泡群对周围悬浮塑料微块的搅动作用，使气泡群与塑料微块混合起来；基于气泡在水下内外压差作用下发生溃灭时产生的负压效应，将气泡附近的塑料微块吸引裹挟到气泡群中；通过适当改变激光器参数，主动控制水下气泡群的生成位置、主流方向、形成时间与气泡密度，由此实现对气泡群周围水中悬浮塑料微块的引导、吸引或驱赶，最终将其收集到相应的收集网中。 2.权利要求1中的水下激光致泡收集系统由激光水下气泡发生器、多路光纤输出光缆、水下激光照明器、水下摄像机、水下塑料收集网组和水下平台组成。其中，激光水下气泡发生器为一在水中产生气泡的激光器，可采用高重频脉冲光纤激光器，激光波长1微米，功率大小可调，发散角10-20度，通过改变激光器的输出能量、脉宽或重频等技术参数，可在水下生成不同尺度或密度的气泡群，以适应对不同尺寸塑料垃圾的收集；多路光纤输出光缆为一组长度不等的多根光纤束，可将激光水下气泡发生器的激光束分别同时或分时传递到水下的不同位置或距离；水下激光照明器为一台LD绿激光照明器，水下摄像机为一台低照度CCD摄像机，水下激光照明器为水下摄像机观察水下气泡形成状态提供照明；水下塑料收集网组由一组具有不同网眼尺度的小网组成。海水塑料微块的水下激光致泡收集系统所有组成单元由水下平台承载或拖曳。 3.权利要求2中的多路光纤输出光缆与水下塑料收集网组在水下使用时一一对应，即每路光纤输出光缆与一个水下塑料收集小网相连，两者之间可绳系，留有一定距离；当光纤输出光缆出射的激光束遇水时，随即生成具有一定长度和宽度的气泡群，利用气泡群将其附近水中的塑料微块吸引或裹挟进来；通过逐渐收拢水下塑料收集小网，将气泡群中的塑料微块过滤留在网中。随着水下平台的移动，水中形成的气泡群也随之移动，实现对一定水域范围内的塑料垃圾收集。 4.权利要求2中的水下塑料微块收集网组由一组具有不同网眼直径的收集小网组成，可采用柔性微孔薄膜或其他轻质材料制做，弹性好；网口张口较大，便于收集物进网，网底尺寸较小，减少兜水；成本较低，或随收集的白色垃圾一并处理，也可多次重复使用。
所属类别：	发明专利