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光弹调制器以及偏振态测量仪在测量原油水面泄漏的应用

发布时间:2020-05-27 14:25:08 浏览量:27


随着工业化发展,原油水面泄露事故偶有发生,针对水面原油泄漏的高效检测手段成为有待解决问题。在偏振光照射的情况下,由于水

面与油面测得的stokes 矢量在邦加球中的轨迹有明显的区别,通过对所测得的信号的庞佳球轨迹即可实现对水面溢油的检测,所以全

斯托克斯偏振成像成为水面溢油的一个有效方法。


全斯托克斯偏振成像方法主要有分幅偏振成像和分时偏振成像两种成像方式。

分幅偏振成像是在相机前安装定制偏振片阵列使得相机测出每一区域的所有斯托克斯分量,从而实现全斯托克斯偏振成像。分时成像

中,则是需要在相机前加装一个偏振调制器,从而使得相位可以随时间周期性变化,再配合后端锁相放大器等解调工具从而实时的得到

斯托克斯各分量。


在前端调制中,多种器件可以用于偏振调制,常用的调制器包括LCVR液晶相位延迟器(美国Meadowlark),EOM电光调制器(美国

Conoptics),PEM光弹调制器(美国Hinds Instruments)。其中光弹调制器因为其各向同性,无自然双折射影响,大孔径,大容忍

角等特点,成为偏振成像最理想的调制器件。如下是基于光弹调制器的偏振成像系统。

图1 基于光弹调制器搭建偏振成像检测系统光路图


这套光弹偏振成像系统的技术难点是,由于光弹调制器的调制频率(40-60KHz)与相机采样频率(30-100hz)存在比较大的差别,

所以同步和计算是这个技术的核心。



一些已经发表的关于利用偏振成像进行油膜检测的文献如下:

1,水面溢油可见/近红外偏振光检测方法研究。王峰,杨锦宏,李小明,叶振良,激光与光电子学进展,49,051202(2012)

2,基于偏振信息的遥感图像大气散射校正[J].叶 松,方勇华,孙晓兵 等.光学学报,2007,27(6):999~1003

3,一种基于偏振特性的水面溢油检测方法[J].王 峰,杨锦宏,叶振良 等.红外技术,2011,33(7):552~557

4,差分偏振FTIR光谱法探测水面溢油污染的模型分析。袁越明,熊伟,方勇华,兰天鸽,李大成,《红外与激光工程》,V01.40 No.3


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