溢油荧光光谱探测系统不同增益下的光谱定标
原油样品激光诱导荧光的时间分辨光谱特性研究

中图分类号 : ( i ) 4 3 3 . 4
1 . 8 m 的奥里乳化油[ ;美 国海 岸警卫 队研 发 中心从 事激
引 言
近年来 , 海 上溢 油事故频 发 , 不 管是船舶 漏油 ,还是 水
下 油井 井 喷 都 对 海 洋 环 境 造 成 严 重 破 坏 。当 海 上 有 沥 青 质 燃
响应研究中心( C R R C ) 发 表 了一 份 关 于 水 下 溢 油 探 测 的 研 究 报告 , 报 告 重 点 提 出 ,发展 针 对 水 下 悬 浮 溢 油 的 探 测 技 术 尤
为 迫 切 。
针对海洋中水下悬浮溢油原位探测 的需 求 ,以不 同原油 样品为研究对象 , 开展了系列的激光诱 导原油荧光 的时I 1 = J J 分
激光单 脉冲能量 1 0 0 r n J 、 脉 冲重复频率 4 0 0 Hz ) 探测 到水下
广 泛 应 用 。近年 来 , 采 用 激 光 荧 光 遥 感 手 段 探 测 海 洋 水 下 悬 浮溢 油 的 研 究 越 来 越 深 入 。加 拿 大 环 境 技 术 中 心 的 C a r l E .
1 实验部分
1 . 1 实 验 装 置
B r o w n等 , 在距离水 面 8 1 1 " 1 1 处, 利用 S L E A F ( s c a n n i n g l a s e r e n v i r o n me n t a l a i r b o r n e f l u o r o s e n s o r ) 系统 ( 激光 波长 3 0 8 n l n 、
辨 光 谱 实 验 研 究 ,以期 获 得 可 应 用 于 水 下 悬 浮 溢 油 识 别 的 光 谱特征 。
光谱分析系统定标操作指南解析

光谱剖析系统定标操作指南1.翻开 WY 直流电源和光谱仪电源,预热 15 分钟,启动PMS-50/80PLUS 软件。
2.在 PMS-50/80 软件主界面“测试”菜单“系统设置”中的“通信选项”对话框里设置相应通信端口,选择随意一种“测试模式” 。
3.把负载线连结在积分球上的“1”“ 2”接线柱和 WY 电源输出端之间(WY305 电压电流调至最小地点即逆时针方向调理电压和电流旋钮发出响声)4.安装标准灯,调理灯杆地点使灯泡处于挡光班的中心高度,以保证标准灯发出的光芒不直射光度探测器和光纤。
5.封闭积分球,在“测试”菜单中或工具栏中选择“光通量定标” ,点击“关灯校零”进行光度校零。
6.校零成功后,手动调理 WY 电源(也能够在软件中的 WY 系列功能中输入标准灯的标定电流和参照电压(输入的电压数值比表记的参照电压高1-2 伏以把线路上的压降考虑进去),使其输出电流至标准灯标定电流值并处于稳流状态,等候 5 分钟以上待发光稳固,进行光通量定标,并“存盘推出” 。
7.在“测试”菜单中或工具栏中点击“光谱定标” ,进行色温定标,完成后“存盘退出” 。
8.在 PMS-50/80 软件主页界面“测试”菜单“系统设置”中的“通信选项”对话框里选择另一种“测试模式” 。
9.在“测试”菜单中或工具栏中点击“光谱定标”进行色温定标,完成后“存盘退出” 。
10.把标准灯当成被测光源,在“测试”菜单中或工具栏中点击”电光源测试“开始测试,测试结束考证测试色平和光通量能否正确:(要求色温误差在±15K 之内,光通量误差在±1% 之内)切合进行 11 步,如不切合关灯后从头5-10 步的操作。
11.把 WY 电源的输出调至最小,以熄灭标准灯,等标准灯冷却后,取下放入灯盒。
12.封闭 WY 电源,取下负载线接至机柜后的负载接线柱,至此达成定标,即能够正常的测试操作了。
注:初期的 PMS-50(即测试时间为2-3 分钟的机型不需要8、9 两步的操作)!。
多通道海洋荧光激光雷达溢油监测系统

第40卷第7期红外与激光工程2011年7月Vol.40No.7Infrared and Laser Engineering Jul.2011多通道海洋荧光激光雷达溢油监测系统赵朝方,李晓龙,马佑军(中国海洋大学海洋遥感研究所,山东青岛266003)摘要:主要介绍了可用于海上溢油监测的多通道海洋荧光激光雷达系统及实验研究。
该激光雷达系统采用Nd:YAG激光器三倍频激光(355nm)作为探测光源,使用口径为20cm的卡塞格林望远镜接收海面返回的荧光信号,经光栅光谱仪分光后对380~690nm范围内的荧光信号进行采集。
通过实验室激光诱发油样本的荧光数据分析,研究了不同溢油种类的荧光光谱特征,并给出了区分溢油污染程度的快速分析方法。
2009年以来在青岛近海进行多次实验并分析不同的海面污染类型和污染程度,实验结果表明,该雷达系统海面溢油监测性能可靠,能够准确判别溢油种类,并可区分溢油污染程度。
最后讨论了雷达探测中存在的噪声影响。
关键词:多通道海洋荧光激光雷达;溢油;荧光光谱;Raman散射中图分类号:P715.7文献标志码:B文章编号:1007-2276(2011)07-1263-07Multi-channel ocean fluorescence lidar systemfor oil spill monitoringZhao Chaofang,Li Xiaolong,Ma Youjun(Ocean Remote Sensing Institute,Ocean University of China,Qingdao266003,China)Abstract:A multi-channel ocean fluorescence lidar system for oil spill monitoring(MOFLOS)was introduced.In this system,the third harmonic of a Nd:YAG laser(at355nm)was used as the excitation source,and the backscattered fluorescence from sea surface collected by a20cm Cassegrain telescope was dispersed by a diffraction grating spectrometer with the spectral range of380-690nm.The oil fluorescence spectrum classification was studied on the basis of the characteristics of oil samples′fluorescence spectra measured in the laboratory,and a method was given to classify the different levels of water quality deviating from normal state due to oil pollution.The lidar was used to carry out several field experiments since2009,and various types and extents of oil pollution on the surface of seawater were measured and analyzed.All these experimental results show that the ocean fluorescence lidar system owns the capability of detecting oil spill at ocean surface,identifying the oil type and distinguishing the levels of oil pollutions.Finally,the impacts of solar background and system signal-to-noise were discussed.Key words:multi-channel ocean fluorescence lidar;oil spill;fluorescence spectrum;Raman scattering收稿日期:2010-11-05;修订日期:2010-12-03基金项目:国家高技术研究发展计划(2006AA06Z415)作者简介:赵朝方(1965-),男,教授,博士生导师,主要研究方向为卫星海洋遥感、激光探测技术。
紫外荧光探测水面溢油实验研究

紫外荧光探测水面溢油实验研究
党晨;李武军;王垚廷
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2016(000)026
【摘要】文章介绍了目前水面溢油探测的五种方法及其不同的优势与特点.主要从激发光源和探测望远镜的遮光结构方面讨论了溢油探测系统的构建方法.搭建了实
验系统,采用365nm的紫外光源激发荧光,在暗室及实验室环境下分别探测了汽油、食用油、机油三种油类的荧光强度,归一化处理得到了荧光与探测电压值的关系,区
分了油膜种类.分别探测了不同厚度的三种油膜荧光电压变化值,实验表明随着油膜
厚度的不断增加,荧光光强呈线性变化,并给出了荧光强度变化的解释.
【总页数】3页(P80-82)
【作者】党晨;李武军;王垚廷
【作者单位】西安工业大学理学院,陕西西安 710021;西安工业大学理学院,陕西
西安 710021;西安工业大学理学院,陕西西安 710021
【正文语种】中文
【相关文献】
1.差分偏振FTIR光谱法探测水面溢油污染
2.基于紫外光诱导荧光的溢油监测方法
研究3.日盲型紫外探测系统的探测距离模型及实验研究4.基于红外偏振特性的水
面溢油检测实验研究5.溢油荧光光谱探测系统不同增益下的光谱定标
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影响荧光法鉴别海面溢油的各种因素研究_陈淑梅

第15卷第1期大连水产学院学报Vol.15No.1 2000年3月JOURNAL OF DALIAN FISHERIES UNIVERSITY M ar.2000文章编号:1000-9957(2000)01-0035-06影响荧光法鉴别海面溢油的各种因素研究陈淑梅, 赵云英(国家海洋环境监测中心,辽宁大连,116023)摘要:采用荧光光谱谱图配比法研究了在海面溢油鉴别过程中的影响因素。
对溶剂、浓度、阳光辐射、海上风化、样品采集和样品贮存等影响因素进行了探讨。
并提出了溶剂的纯化方法和本方法所使用的浓度范围。
确定了样品贮存的最佳条件。
旨在保证方法的准确性。
关键词:荧光法;溢油;光谱中图分类号:X55 文献标识码:A海面溢油事故发生后,准确地鉴别溢油来源,以便采取有效的治理措施,并且依法追究肇事者的责任,是当前海洋环境保护工作的重要内容。
荧光光谱鉴别海面溢油,是目前国内外较普遍采用的分析技术[1~3]。
该方法具有灵敏度高、选择性好、试样量少、操作简单、得出结果快等优点,因而便于现场分析。
作者对该方法在操作过程中的各种影响因素加以探讨,以便提高应用本方法的准确性。
1 材料与方法1.1 仪器与试剂RF-520型荧光分光光度计(日本岛津),环己烷(分析纯),硝酸(分析纯)。
1.2 实验与测定方法荧光光谱鉴别海面溢油是以多环芳烃为鉴别指标,用环己烷溶剂溶解海面溢油,在日本岛津制作所生产的RF-520型荧光仪器上进行分析。
仪器测定条件:狭缝宽度激发单色器为10nm,发射单色器为5nm;扫描速度50nm/min;图纸速度20nm/min;光电倍增管负高压600V;样品灵敏度粗调5、细调1;激发波长设置在250,270, 290,310,330nm处;发射波长扫描范围600~270nm;记录仪衰减为10mV。
依据实验结果判定溢油源。
1.2.1 浓度试验 取一定量的体积分数为200×10-6的油溶液,用环己烷稀释到3,5, 7,10,20,30,40mg/L,在激发波长EX250,270,290,310,330nm处扫描,得到 收稿日期:1999-06-25 作者简介:陈淑梅(1964-),女,助理研究员。
差分偏振FTIR光谱法探测水面溢油污染

的能量经油膜表面反射后的反射谱 , 仍有 可能 探测到水面油 膜的信息 。 在室外实验 ,天空辐射与污染 物表面存在 较大 的 温度差 ,因此为水 面油膜探测提供 了可能 。
1 2 差 分 偏 振 探 测油污染 。 TI 该方法通 过获取分 析 目标在 水平和 垂直 两个 偏振方 向的偏振强度 差 谱对 目标 实现探测 , 具有很好的时效性。文章分析 了差分偏振 F I T R光谱探测 的辐射传输模 型 , 并在 室外对
水 面 0号 柴 油 油 膜 和 S 9 油 膜 进 行 了 差 分偏 振 F R光 谱 探 测 实 验 。 验 结 果 表 明该 方 法 不 需 要 大 面 积 洁 F6 TI 实
文 献 标 识 码 :A D I 0 3 6/.sn 10 5 3 2 1 )82 2 —4 O :1. 9 4ji . 0 00 9 {0 00 — 190 s
中 图分 类 号 : 3 . ;T 1 04 6 3 N2 9
油膜和 S 9 油膜 进行 了差分偏 振 FIR光谱 探测 实验 ,结 F6 ' I
差 分 偏 振 F I 光 谱 法 探 测 水 面 溢 油 污 染 TR
袁越 明,熊 伟 ,方勇华 ,兰天鸽 ,李大成
中 国科 学 院 安 徽 光 学 精 密机 械 研 究 所 ,中 国科 学 院通 用 光 学 定 标 与 表 征技 术 重点 实验 室 ,安 徽 合 肥 2 0 3 301
摘
第000年 8月 2 3 , 8 卷 第 期 1
光
谱
学
与
光
谱
分
析
S e to c p n p c r lAn l ss p c r s o y a d S e t a a y i
光谱分析系统定标操作指南

光谱分析系统定标操作指南1.打开WY直流电源和光谱仪电源,预热15分钟,启动PMS-50/80PLUS软件。
2.在PMS-50/80软件主界面“测试”菜单“系统设置”中的“通讯选项”对话框里设置相应通讯端口,选择任意一种“测试模式”。
3.把负载线连接在积分球上的“1”“2”接线柱和WY电源输出端之间(WY305电压电流调至最小位置即逆时针方向调节电压和电流旋钮发出响声)4.安装标准灯,调节灯杆位置使灯泡处于挡光班的中心高度,以确保标准灯发出的光线不直射光度探测器和光纤。
5.关闭积分球,在“测试”菜单中或工具栏中选择“光通量定标”,点击“关灯校零”进行光度校零。
6.校零成功后,手动调节WY电源(也可以在软件中的WY系列功能中输入标准灯的标定电流和参考电压(输入的电压数值比标识的参考电压高1-2伏以把线路上的压降考虑进去),使其输出电流至标准灯标定电流值并处于稳流状态,等待5分钟以上待发光稳定,进行光通量定标,并“存盘推出”。
7.在“测试”菜单中或工具栏中点击“光谱定标”,进行色温定标,完毕后“存盘退出”。
8.在PMS-50/80软件主页界面“测试”菜单“系统设置”中的“通讯选项”对话框里选择另一种“测试模式”。
9.在“测试”菜单中或工具栏中点击“光谱定标”进行色温定标,完毕后“存盘退出”。
10.把标准灯当做被测光源,在“测试”菜单中或工具栏中点击”电光源测试“开始测试,测试结束验证测试色温和光通量是否正确:(要求色温偏差在±15K以内,光通量偏差在±1%以内)符合进行11步,如不符合关灯后重新5-10步的操作。
11.把WY电源的输出调至最小,以熄灭标准灯,等标准灯冷却后,取下放入灯盒。
12.关闭WY电源,取下负载线接至机柜后的负载接线柱,至此完成定标,即可以正常的测试操作了。
注:早期的PMS-50(即测试时间为2-3分钟的机型不需要8、9两步的操作)!。
同步荧光光谱分析法在海面溢油鉴别中的应用研究

5 0Dn范 围内数据进行聚类分析 ,可以将原油样品和风化 样品完全 区分开 ,不 同海区 、 同采集 时间的 O i 不
原油样品可大致分开。作为溢油鉴别的一种辅助方法 ,同步荧光光 谱分析 法能够对 可疑油源 及溢油样 品实
现 初 步 筛选 。 关键词 同 步荧 光 光 谱 ; 类 分 析 ;溢油 ;鉴 别 聚 文献标识码 : A D :1. 94 ji n 10 5 3 2 1 )10 5 —4 OI 0 3 6 /. s .0 00 9 ( 0 10 —1 40 s 分 析 了 2 不 同 原 油 样 品及 一 系 列 风 化 原 油 油 品 进 行 同步 2个
荧光光谱 ,并应 用聚类 分析方 法对数据进 行处理 ,比较不 同
样 品 间的 相 似 性 ,可 以 为 实 际 海 洋 溢 油 的 快 速 鉴 别 中 G C和
G - C MS进一步分析提供初 步筛选 ,减小工作量和分析成本 。
1 实 验 部 分
1 1 样 品和 试 剂 .
权益具有重要 意义 。现有溢油鉴别方 法包括 中红外法 、紫外
中 图 分 类 号 : 5 . 06 73
引 言
随着石油 工业 和海上油运 的发展 , 海上溢油事 故不断发
生 , 洋 石 油 污 染 已引 起 各 国的 关 注 。在 发 生 溢 油 污 染 事 故 海 后 , 时 准 确 地 鉴 别 溢 油 来 源 , 海 面 环 境 管 理 及 维 护 海 洋 及 对
统_ ,我国也规定将荧光 光谱 法 、 2 ] 红外光谱 法 、 C作为溢油 G
鉴 别 的标 准 方 法 L 。 3 j
荧光光谱法作为 目前鉴别油污染 的重要 手段之一 ,具有
灵 敏 度 高 、 择 性 好 、取 样 量 少 、分 析 速 度 快 、费 用 低 等 优 选
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中图法分类号
T 9 15 0 3 . ; E 9 . 4 3 4
文献标志码
A
墨西 哥 湾 油 田溢 油 , 连 港 口输 油 管 道 爆 炸 , 大
检 测海 面溢 油 。
频发 的溢油 事故令 人 们 认 识 到 溢 油监 测 的重 要性 。
石油在 紫 外 光 的激 发 下 能 够 产 生 分 布在 紫 外一 可
条件 下获取 ( 5 - 5 0 m波段 的标准光 源辐射 强 2 0 0 )n
度 以及 探测 距 离 下探 测 到 的溢 油荧 光 光谱 强 度 差 别极大 , 用于溢油 荧光 光谱 探 测 的光 电系统 需要 能 够实现 自动 增 益 控 制才 能 在 不 同 条件 下获 取 信 噪
比较 高的荧 光 光 谱 。 因此 选 取 合适 的标 准光 源 对 近紫外 波段 荧 光 光谱 探 测 系 统进 行 不 同增 益 下 的
情况 下 分 别 进 行 了光 谱 仪 辐 射 定 标 , 析 了光谱 探 测 信 噪 比 对 定 标 系 数 与 增 益 之 间 的 线 性 关 系 的影 响 。 为 荧 光 光 谱 探 测 的 分
自动增 益 控 制 系 统 提 供 了有 效 的参 考 数 据 。 使 用 定 标 后 的 光 谱 仪 获 取 了柴 油 和 润 滑 油 经 宽 谱 段 紫 外 灯 激 发 的 诱 导 荧 光 光 谱 , 紫 外 光诱 导 荧 光在 30a 处 附 近 存 在 响 应 峰 值 , 以用 于 水 面溢 油监 测 。 其 6 m 可 关键词 标 准 光 源 荧 光 紫 外 光 诱 导 余 弦校 准 器 增 强型 C D C
油 在紫外 光诱导 下激 发 的荧光 。 当用 一种波 长 的光 ( 比如 紫 外 光 ) 射 某 种 物 照
1 溢 油 紫 外 光 诱 导 荧 光 探 测 系 统 框 图
质 时 , 个 物 质 会 发 射 出 比 照 射 光 波 长 较 长 的 光 这
( 如近 紫外 或可见 光 ) 这种光 就称 为荧 光 。 ,
40 m 0 )n 波段 的辐射 强度 较弱 。 的 , 因此 , 以 利 用 该 特 点 来 可
21 0 1年 1月 4 日收 到
第一作者简介 : 杨
俊 (9 3 ) 山东 青 岛 人 , 士 研 究 生 , 究 方 18 一 , 博 研
40 i 0 )F n波段 的光 谱 辐 射强 度 小 。 绝 大 多 数 的 光 且
第 1卷 1
第 1 0期
2 1 年 4月 01
科
学
技
术
与
工
程
Vo.1 No 0 Ap . 01 1 1 .1 r2 1
17 — 1 1 2 1 ) 0 2 9 — 6 61 8 5( 0 1 — 1 5 0 1
S inc c oo y a d Engn e i ce eTe hn lg n i e rng
谱仪 器在 紫 外 波 段 响应 度 较 低 , 加 上 信 号 弱 , 再 信
向: 光光谱探测。 荧
科
学
技
术
与
工
程
1 卷 1
噪 比低 , 导 致 定 标误 差 较 大 。不 同油 种 、 将 油膜 厚
灯光谱 在 40n 以上 出现饱 和 , 2 m 其纵 坐标是光谱 仪
输 出的 l 采样 值 。为在 相 同增 益 和积 分 时 间的 6位
石油 及其 衍 生 品 含 有 多 种 具 有 较 高 共 轭 效 应
的芳 香烃 , 因而 在 紫 外 光 区 具 有 强 吸 收 峰 , 到 紫 受 外光 的照 射时 , 会发 出近 紫外 波段 和 可 见 波段 的荧 光 , 用如 图 1 示 的荧 光探 测 系 统 来探 测水 面溢 采 所
⑥
2 1 SiT c. nn. 0 c. eh E gg 1
溢 油荧 光 光 谱 探测 系统不 同 增 益 下 的 光谱 定 标
杨 俊 亓 洪 兴
( 国科 学 院 上 海 技 术物 理研 究 所 , 海 2 0 3 中 上 08 )
摘
要
提 出 了一种 采 用 氘 灯 、 卤钨 灯 双 标 准 光 源 对 溢 油 荧 光 光 谱 探 测 系统 进 行 光谱 辐 照 度 定 标 的 方 法 , 并使 用 光 纤 耦 合 余
弦校 准 器 对 光谱 仪 的定 标 数 据 做 了余 弦 校 正 。 用 于 紫 外 一可 见 光 波 段 溢 油 紫 外 光 诱 导 荧 光 光 谱 的探 测 , 决 了 卤 钨 灯 在 解
(5 _ 4 0 m波段辐射 强度 弱和大 多数光谱仪器在 紫外波段响应较差 而导致 的定标 困难 问题。对增 强型 C D不 同的增 益 20 _O )n C
度测 量有效值 就需要 在 4 0n 以上 波段 采用 辐射 0 m
强度 较弱 的光源 。
6 O 5 O
光谱辐 照度 定 标 用 于荧 光 光谱 的探 测 具 有 重 要 的
意 义。
贸 40
1 单标准光源定标存在的问题
国家标 准实验 室 (5 — 11 0 m波 段 的光谱 2 0 0 )n 辐 射照 度 标 准 灯 是 卤 钨 灯 , 卤 钨 灯 在 ( 5 ~ 而 2O
石 油 及 其 衍 生 物 的 荧 光 光 谱 绝 大 多 数 在 2 0n 5 m以上 , 目前 我 国使 用 的光谱 辐 照 度 标 准是 由 中国计 量 院根 据黑 体辐 射标定 的 10 0W 的工作 波 0
段在 ( 5 _25 0 m 石英 卤钨灯 , 具 有 很 好 2 0 0 )a 它 的重 复 性 和 长 期 稳 定 性 J 然 而 卤钨 灯 在 ( 5 — , 20
见光波段 的微 弱荧 光 , 于 不 同油种 荧 光 光 谱 的探 对
测可用 于 水 面 溢 油 的 监 测 和 油种 的 鉴 别 。 随着 对
海洋环境 监测 日益 增 长 的精度 需 求 , 用 于 溢 油 紫 对
外 光诱导 荧 光 光 谱 探 测 的 光谱 仪 器 的 要 求 也 日益
提高 。