專利名稱：水下激光衰減度的便攜式測量儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于測量儀器，具體涉及一種水下激光衰減度的便攜式測量儀。
背景技術：
在水下無線激光通信中，對于信道的研究很重要。在眾多參數中，水體對激光的衰減度是至關重要的參數?，F在并沒有專門的測量水體對激光的衰減度的儀器，只有一種通用的方法，即現場取水樣裝入一個兩端為透明玻璃的容器內，將其帶回實驗室，使用激光器在該容器一端發射固定功率的激光，在另一端使用光功率計分別測量容器中有水與無水時的光功率，兩者做差即可得到水樣對激光的衰減度。這種測量方式耗時耗力，無法保證測試的實時性，受場地儀器等限制較多。并且使用該方法測量深水水體對激光的衰減度有很大的難度。發明內容:針對現有技術的不足，本實用新型提供了水下激光衰減度的便攜式測量儀，可以用于計算水體對激光的衰減度光功率值、溫度值以及測量時間記錄在存儲卡上，測得的數據經過簡單計算即可獲得水體對激光的衰減度，通過外部的水深傳感器以及繩索還可以方便的控制儀器在水中的深度，可以很方便且較實時的實現水體對激光的衰減度在任意深度的測量。本專利申 請解決其技術問題所采用的技術方案是:水下激光衰減度的便攜式測量儀，主要由防水艙與艙外激光接收平臺兩部分組成，這兩部分分別被固定在一個金屬支架的兩端，所述防水艙內含有一個簡易光學平臺，光學平臺上固定有激光器、分光鏡以及光接收器；艙外激光接收平臺上固定有一個高精度二維微動平臺，微動平臺上裝有一個帶有防水裝置的光接收器，所述的兩個光接收器的信號輸出都連接到防水艙內的電子測量系統上，鋰電池負責給電子測量系統與激光器供電。所述防水艙與艙外激光接收平臺分別被固定在一個金屬支架的兩端的距離之間有 0.5M。所述激光器出射光路與防水艙的透明玻璃垂直，與分光鏡呈45度角。所述電子測試系統由遙控模塊，激光器控制模塊，藍牙通信模塊，光電信號處理模塊，溫度傳感器模塊，實時時鐘模塊，數據記錄模塊以及CPU這八部分構成，光電信號處理模塊與溫度傳感器連接到CPU內部的模數轉換器上；數據記錄模塊連接到CPU內部的SPI總線上；實時時鐘模塊連接到CPU內部的RTC電路上；遙控模塊連接到CPU內部的外部中斷接口上；藍牙通信模塊連接到CPU內部的UART接口上；激光器控制模塊連接到CPU內部的PWM控制器上，電子測量系統通過光電信號處理模塊、數據記錄模塊以及激光器控制模塊對外提供三個接口，分別鏈接光接收器、SD卡以及激光器。所述CPU 是 LPC1768。本實用新型的有益效果是，可以方便快捷且較實時的獲得任意深度水體對激光的衰減度的測量。
圖1為便攜式水下激光衰減度測量儀的結構圖；圖2為電子測量系統與相關接口結構圖；圖3為電子測量系統軟件流程圖；圖4為便攜式水下激光衰減度測量儀使用流程具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細說明。實施例:在圖1中，防水艙與艙外激光接收平臺分別固定在金屬支架的兩端。防水艙內含有一個簡易光學平臺，光學平臺上固定有激光器、分光鏡以及光接收器。其中激光器出射光路與防水艙的透明玻璃垂直，與分光鏡呈45度角。艙外激光接收平臺上固定有一個高精度二維微動平臺，微動平臺上裝有一個帶有防水裝置的光接收器，調節微動平臺可以改變光接收器的位置，使其能夠接收到激光的光斑。兩個光接收器的信號輸出都連接到防水艙內的電子測量系統上。鋰電池負責給電子測量系統與激光器供電。
在圖2中，電子測試系統由遙控模塊，激光器控制模塊，藍牙通信模塊，光電信號處理模塊，溫度傳感器模塊，實時時鐘模塊，數據記錄模塊以及CPU這八部分構成，其中CPU是LPC1768。光電信號處理模塊與溫度傳感器連接到LPC1768內部的模數轉換器上；數據記錄模塊連接到LPC1768內部的SPI總線上；實時時鐘模塊連接到LPC1768內部的RTC電路上；遙控模塊連接到LPC1768內部的外部中斷接口上；藍牙通信模塊連接到LPC1768內部的UART接口上；激光器控制模塊連接到LPC1768內部的PWM控制器上。電子測量系統通過光電信號處理模塊、數據記錄模塊以及激光器控制模塊對外提供三個接口，分別鏈接光接收器、SD卡以及激光器。在圖4為便攜式水下激光衰減度測量儀使用流程圖。首先應保證所有導線按照標識正確連接，之后將電子測量系統的開關打開，給系統上電，電路板上的電源指示燈亮起表示上電成功。之后按照防水艙外殼上的標識，將電子測量系統裝入防水艙內，并旋入螺絲封閉防水艙。接下來將用于提拉儀器的繩索以及用于測量水深的水深傳感器捆綁在金屬支架的指定位置。由于激光透過透明玻璃從防水艙內射入水體中時會發生折射，因此需要對艙外激光接收平臺進行預調整，方法如下:使用一個較大的容器裝入適量的水，將便攜式水下激光衰減度測量儀水平放入其中，使得水可以漫過艙外激光接收平臺進行上的光接收器，通過遙控器啟動激光器(遙控器上的A按鈕)，然后手動調節高精度二維微動平臺，使激光光斑落在光接收器上，完成艙外激光接收平臺預調整。預調整結束后應關閉激光器(遙控器上的B按鈕)。之后需要對激光器進行預熱，以使其能夠有穩定的輸出。預熱方法即按下遙控器上的A按鈕，看到激光器有光輸出即可。預熱時間最好在20-25分鐘內。預熱結束后不要關閉激光器，直接進行測量。測量方法如下:將裝好繩索以及水深傳感器的儀器放入水中，讀水深傳感器顯示的深度，待便攜式水下激光衰減度測量儀下潛到需要測量的深度時，停止下潛，并靜止5-8分鐘，以使儀器有充足的時間測量即可。測量時間不能超過30分鐘，如超過30分鐘可能損壞激光器。如果30分鐘無法完成全部測量，則需要將儀器打撈上岸，關閉激光器(遙控器上的B按鈕)冷卻15分鐘左右，之后重新預熱，繼續測量。
權利要求1.水下激光衰減度的便攜式測量儀，其特征是:該測量儀由防水艙與艙外激光接收平臺兩部分組成，這兩部分分別被固定在一個金屬支架的兩端，防水艙內含有一個簡易光學平臺，光學平臺上固定有激光器、分光鏡、光接收器、電子測量系統以及鋰電池；艙外激光接收平臺上固定有一個高精度二維微動平臺，微動平臺上裝有一個帶有防水裝置的光接收器，所述的兩個光接收器的信號輸出都連接到防水艙內的電子測量系統上，鋰電池負責給電子測量系統與激光器供電。
2.根據權利要求1所述的水下激光衰減度的便攜式測量儀，其特征是:所述防水艙與艙外激光接收平臺分別被固定在一個金屬支架的兩端的距離之間有0.5M。
3.根據權利要求1所述的水下激光衰減度的便攜式測量儀，其特征是:所述激光器出射光路與防水艙的透明玻璃垂直，與分光鏡呈45度角。
4.根據權利要求1所述的水下激光衰減度的便攜式測量儀，其特征是:所述電子測試系統由遙控模塊，激光器控制模塊，藍牙通信模塊，光電信號處理模塊，溫度傳感器模塊，實時時鐘模塊，數據記錄模塊以及CPU這八部分構成，光電信號處理模塊與溫度傳感器連接到CPU內部的模數轉換器上；數據記錄模塊連接到CPU內部的SPI總線上；實時時鐘模塊連接到CPU內部的RTC電路上；遙控模塊連接到CPU內部的外部中斷接口上；藍牙通信模塊連接到CPU內部的UART接口上；激光器控制模塊連接到CPU內部的PWM控制器上，電子測量系統通過光電信號處理模塊、數據記錄模塊以及激光器控制模塊對外提供三個接口，分別鏈接光接收器、SD卡以及激光器。
5.根據權利要求4所述的水下激光衰減度的便攜式測量儀，其特征是:所述CPU是LPC1768 。
專利摘要本實用新型提供了一種水下激光衰減度的便攜式測量儀，主要由防水艙與艙外激光接收平臺兩部分組成，這兩部分分別被固定在一個金屬支架的兩端，防水艙內含有一個簡易光學平臺，光學平臺上固定有激光器、分光鏡以及光接收器；艙外激光接收平臺上固定有一個高精度二維微動平臺，微動平臺上裝有一個帶有防水裝置的光接收器，兩個光接收器的信號輸出都連接到防水艙內的電子測量系統上，鋰電池負責給電子測量系統與激光器供電，可以將用于計算水體對激光的衰減度所需要的光功率值、溫度值以及測量時間記錄在存儲卡上，測得的數據經過簡單計算即可獲得水體對激光的衰減度，通過外部的水深傳感器以及繩索還可以方便的控制儀器在水中的深度，可以很方便且較實時的實現水體對激光的衰減度在任意深度的測量。
文檔編號G01J1/42GK203148566SQ20132014375
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月27日 優先權日2013年3月27日
發明者馬春波, 康家郡, 韋磊, 敖珺 申請人:桂林電子科技大學
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